南京水利科學研究院

[拼音]：weibo jieli tongxin

[英文]：microwave relay communication

使用波長為 1～0.01米的微波波段靠視距中繼站接力傳輸實現微波訊號的遠距離無線電通訊，也稱微波中繼通訊。微波在自由空間是直線傳播的，它不受大氣層和電離層反射。但由於地球曲率的限制，若在地面進行微波通訊就必須把天線架設到一定的高度，使發射天線與接收天線的波束中心連線不受地面的阻擋，天線能夠“互視”。互視的距離受天線實際架高的限制。例如，平原地區天線架高為50～60米時，互視距離約為50公里。為使通訊距離超越互視距離，人們採用類似接力賽跑的方法，在適當的互視距離上設立接力站（亦稱中繼站），中繼站把接收到的訊號放大（或再生），再轉發到下一個中繼站。中繼站的數目依通訊距離而定。用這種方式把微波訊號最終傳輸到幾百至幾千公里以遠的目的地。

微波接力通訊的主要優點是：

（1）通訊頻帶很寬，可傳輸大容量寬頻帶訊號；

（2）裝置投資和施工費用較少；

（3）工程施工和裝置安裝週期較短；

（4）維護簡便。因此，不少國家把微波接力通訊作為主要通訊手段。

發展

微波接力通訊是第二次世界大戰後發展起來的，開始時採用時分多路脈衝調製方式，裝置容量很小（幾十路）。後來採用頻分多路調頻方式，中、大容量的微波通訊裝置得到迅速發展。調頻制微波通訊裝置除能傳輸幾百至幾千路電話外，還適用於傳輸電視及其伴音。50年代，微波接力通訊成為電視傳輸系統的主要幹線，並與同軸電纜通訊一起組成長距離通訊幹線。模擬調頻制微波接力通訊系統已有300、600、960、 1200、1800、2700、3600、6000路等各種傳輸容量的系統投入使用。數字調製的微波接力通訊系統在70年代逐步完善。中小容量（8兆位元/秒以下）數字微波接力通訊系統通常採用數字調相制，也有采用數字調頻與數字調幅制的；大容量（34兆位元／秒以上）數字微波接力通訊系統對頻譜利用效率要求很高，通常採用多元制調製方式，頻譜利用效率可達3～5位元／赫，相當於每兆赫傳輸50～80路話，可與模擬調頻制相比。

80年代初，微波接力通訊已廣泛使用分米波和釐米波，毫米波尚處於研究階段。分米波主要用於小容量通訊（幾百路以下）和行動通訊。釐米波中低於11吉赫的部分傳輸特性好，是最重要的頻率資源，主要用於中、大容量長距離微波接力通訊幹線。高於11吉赫的電波受雨雪等沉降物的衰減嚴重，一般用於短距離通訊線路，如城市內部通訊或相鄰城市間通訊。

系統組成

微波接力通訊系統由一系列微波站組成，微波站分為終端站（亦稱為端站）、使用者站（見圖）和中繼站三種。三種站的基本單元是天線塔、天線、饋線、發射機、接收機、調製器、解調器、多路複用裝置、監控裝置和供電裝置等。從圖中可以看出，端站裝置正好是使用者站的一半。中繼站的作用限於單純的訊號中繼，所以不需要多路複用裝置。

另外，模擬製調頻方式也不需要調變解調器（圖中用虛線標出，接收機輸出訊號直接接到發射機輸入端，經變頻和功率放大後傳給下一站）；但採用數字調製方式時，通過解調可對訊號進行再生，消除傳輸過程中的干擾和噪聲的累積，有利於訊號的長距離傳輸，因此通常設有調變解調器（圖中用點劃線標出，解調器輸出不經多路複用裝置直接接到調製器輸入端，中繼傳輸到下一站）。

設計

合理利用頻率資源是微波接力通訊系統設計中的一個重要課題，對於11吉赫以下頻段尤為突出。使用這個頻段的除微波接力通訊外，還有衛星通訊、散射通訊、雷達、導航、射電天文等業務，由於通道十分擁擠，需要協調和管理。在設計微波接力通訊系統時，應採取各種措施盡力減少本系統與相鄰系統的相互干擾。這些措施包括合理選擇中繼站站址和傳播路由，選擇旁瓣較低的天線，採用頻譜利用率較高的調製體制，限制發射訊號中的雜散成分以及提高接收機的選擇性等。此外，在數字微波接力通訊系統中，還可採用極化複用技術或利用交叉極化配置的波道內插技術，進一步提高頻譜利用率。

數字微波接力通訊系統對通道傳輸特性要求很高，除採用線性功率放大器外，還應仔細考慮天線架高等其他措施，儘量防止或減弱微波訊號在傳輸過程中因地面反射或大氣層管道效應引起的選擇性衰落效應。當微波站站距超過40公里時，大容量數字微波接力通訊系統通常要採取空間分集措施，有時還要對選擇性衰落通道進行幅度-頻率和相位-頻率特性的自適應均衡。