對于數(shù)字微波通信系統(tǒng)來講，國內(nèi)外諸多學(xué)者進行了很多探討和研究，本文基于前人的研究成果對微波通信系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)以及信道和信號模型進行了討論。數(shù)字微波通佰系統(tǒng)的介紹微波被廣泛用于點對點的通訊，因為它們的波長可以直接使用小尺寸窄波束天線，而接收天線也和發(fā)射天線有良好的指向性。這使得附近的微波設(shè)備，使用相同的頻率不互相干擾。另一個好處是，使微波高頻微波波段有一個非常大的信息承載能力，缺點是只限于微波傳輸線達到的視線，他們無法像較低頻率的無線電波那樣可以繞過山脈通過周圍的山區(qū)。微波無線電通信是常用于對地球表面通信，衛(wèi)星通信，無線通信中的深空通信。微波無線電波段的其他部分用干雷達，無線電導(dǎo)航系統(tǒng)，傳感器系統(tǒng)。數(shù)字微披通宿系統(tǒng)的要求本系統(tǒng)實現(xiàn)了在采樣率為102.4MHz的條件下，中頻為128MHz,比特速率為155ME/S,要求誤碼率指標(biāo)為在信噪比為23dB下，誤碼率小于1*10-3;在信噪比在26dB下，誤碼率小于1*10-6。數(shù)字微波系統(tǒng)的參數(shù)分析數(shù)字微波通信系統(tǒng)中，采樣率為102.4M,是因為考慮到在數(shù)字微波通信系統(tǒng)中，由于采用的是SDH（SynchronousDigitalHierarchy,同步數(shù)字體系）標(biāo)準(zhǔn)，因而155MB/S的比特率無法改變，經(jīng)過符號映射后，信息數(shù)據(jù)率為原來的七分之一（因為是QAM128調(diào)制方式），對應(yīng)的符號映射的符號速率為155/7=22?/7=22?142MB/S;另外由于器件原因，系統(tǒng)實現(xiàn)的最高符號速率為25.6MB/S,信道編碼預(yù)留的帶寬是3.46MB/S左右，因而整個系統(tǒng)的帶寬是相當(dāng)有限的，導(dǎo)頻序列只有RS編碼中的幀信號能夠提供，而RS編碼的幀信號長度不會超過15bit,所以對信道均衡來講如果用非盲均衡或是半盲均衡，必須內(nèi)收斂，否則，必須米用盲均衡算法。在15bit4.數(shù)字微波通佰系統(tǒng)方案比較與選取在本系統(tǒng)中，發(fā)射機的算法與工作方式的變化相對較少，如圖1相當(dāng)有限的，導(dǎo)頻序列只有RS編碼中的幀信號能夠提供，而RS編碼的幀信號長度不會超過15bit,所以對信道均衡來講如果用非盲均衡或是半盲均衡，必須內(nèi)收斂，否則，必須米用盲均衡算法。在15bit4.數(shù)字微波通佰系統(tǒng)方案比較與選取在本系統(tǒng)中，發(fā)射機的算法與工作方式的變化相對較少，如圖1所示,發(fā)射機的信源通過RS編碼，內(nèi)交織編碼，卷積編碼，外交織編碼的信道編碼后,經(jīng)過符號變換和星座映射后，變成IQ正交兩路分別進入4倍的升余弦成型濾波器，在通過DAC發(fā)送oRS縮碼4內(nèi)交織■■一碼4外交織COS（2TT&/）圖1發(fā)射機框圖

在數(shù)字微波通信系統(tǒng)的接收機部分，為了利用有限的硬件資源，設(shè)計定時同步,載波同步，以及信道均衡算法，減少信號在信道中的干擾與畸變，就需要分別考慮系統(tǒng)算法的多種組合方式。數(shù)字微波通信系統(tǒng)接收機方案1：接收機部分 ,1接收機部分 ,1星換和碼

M壓射聊圖2接收機方案1如圖2所示,在第一個數(shù)字微波通信系統(tǒng)接收機方案中，信號進過ADC米樣后，分XQ兩路分別進入DDC模塊，經(jīng)過兩路信號經(jīng)過匹配濾波器后，進行信道均衡,均衡后通過定時同步和載波同步，最后進行解星座映射和解碼。這種方案在數(shù)據(jù)通信的時候有一個致命的問題，就是信道均衡算法提出了非常高的要求，很可能需要在大延時和大頻偏的情況下能夠正常工作，對于有足夠長訓(xùn)練序列的信道均衡算法,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法是可以實現(xiàn)的，但是在數(shù)字微波系統(tǒng)中，帶寬是非常緊缺的，如果加入大量的導(dǎo)頻序列，會降低頻譜利用率，從而達不到指標(biāo)。數(shù)字微波通信系統(tǒng)接收機方案2:接收機松分3如圖3,數(shù)字微波通信系統(tǒng)方案2與方案1相比，建立了定時同步和載波同步的大型環(huán)路，雖然通過大型環(huán)路分?jǐn)偭烁鱾€模塊收斂風(fēng)險，但是，其代價就是整個大型環(huán)路系統(tǒng)的收斂條件會非常苛刻，收斂速度會非常慢，一旦出現(xiàn)信道突然變壞，會導(dǎo)致整個系統(tǒng)無法收斂，這并不符合產(chǎn)品開發(fā)的要求。數(shù)字微波通信系統(tǒng)接收機方案3:□圖4接收機方案3如圖4所示，數(shù)字微波通信系統(tǒng)方案3與前兩個方案相比，先經(jīng)過定時同步，通過定時同步消除信號的延時從而降低碼間串?dāng)_，進而通過信道均衡，在有頻偏的情況下，消除信號在信道的損失與畸變，最后把恢復(fù)好的信號，送入載波恢復(fù)，方案3有以下幾個好處，正如圖所示，每一個模塊都有自己的回路，相應(yīng)的，每一個模塊的收斂時間都相對的是可以估計的，即使信道突然變壞，影響的是對應(yīng)模塊的性能，判決的收斂時間也是可以估計的，從而不會影響系統(tǒng)的整體性能。綜合數(shù)字微波通信系統(tǒng)的需求與參數(shù)分析，建議采用第三種方案。5.數(shù)字微波通倍的倍道建模數(shù)字微波通信的信道模型取決于天線的類型與應(yīng)用環(huán)境，一般情況下，數(shù)字微波通信采用的是點對點通信，對天線的指向性有相對高的要求，通信距離在50千米左右，因而，數(shù)字微波通信系統(tǒng)的信道模型可以考慮加性高斯信道以及雙徑信道。加性高斯信道：高斯信道，一般意義上講，最理想的信道，指加權(quán)高斯白噪聲(AWGN)信道。這種噪聲假設(shè)為在整個信道帶寬下功率譜密度(PDF)為常數(shù)，并且振幅符合高斯概率分布。高斯信道是在信道噪聲對信號的表現(xiàn)，一般呈線性疊加性，所以也叫加性高斯信道。數(shù)學(xué)模型如下：如圖4,假設(shè)我們發(fā)送一個信息是受到加性白通道高斯噪聲的干擾，信號模型為=x+ ⑴其中，是信道輸出信號，是發(fā)射機發(fā)送的信號，H是一個線性常數(shù)，為服從均值為0方差為N的高斯分布，X是概率密度函數(shù)為p(x),Y的概率密度函數(shù)為P(y),Z的概率密度函數(shù)為p⑵，我們假定輸入功率為常數(shù)。如果我們有一個輸入碼字(為j,????,)的，我們假設(shè)平均功率使-Z=1v (2)另外，X與Z互相獨立的時候，加性信道的轉(zhuǎn)移概率密度函數(shù)為圖5高斯信道模型圖當(dāng)然，在實際系統(tǒng)中，咼斯信道太過理想，并不常見，但是咼斯信道反映了系統(tǒng)一個最基本的抗干擾性能——對高斯白噪聲的抑制能力，直接關(guān)系著信道的容量。雙徑信道根據(jù)數(shù)字微波環(huán)境的特點，天線有著良好的指向性，當(dāng)然，指向性天線可以提供一個非常干凈的信道，但是多徑效應(yīng)還是不可避免的，參考實際情況，研究中考慮的只有幾個主要反射體的多徑環(huán)境，建立數(shù)字微波通信的信道模型。圖6所示為連續(xù)時間時變數(shù)字微波通信系統(tǒng)的信道模型。圖6圖6雙徑信道模型1如圖6所示，圖中0()為發(fā)送濾波器沖激響應(yīng)，()()為接收濾波器沖激響應(yīng)，()()為時變數(shù)字微波無線信道的沖激響應(yīng)，s(k)為輸入符號序列，v(t)為噪聲過程.發(fā)送信號：)} (4)s(t)=Re{S()()(-)} (4)多徑時變無線信道為：(:)=Z=2 ( - (t)) (5)其中s(k)為輸入符號，Q是路徑數(shù)目，A和d()分別表示每套路徑的失真與時延。q為多徑的數(shù)目，當(dāng)q=2時，信道模型為雙徑信道模型。假設(shè)發(fā)射、接收濾波器級，且為時不變系統(tǒng)，在一個字符內(nèi)，衰減和延時恒定不變的有：()=const=(),Te[(1-1),1 ]()=const=(),xe[(1-1),1 ]; (6)然而字符間的延時是線性變化的，如 ()二+，其中是該路徑速度與 的比值，只是延時變化的一階近似。可以得到:h(n,l)=X=2 ()()⑺其中式7中，時不變參數(shù)()和所有基()刻畫了信道的特性。時變信道模型的多通道離散時間等效圖如7所示，同一個輸入信號被Q個不同的復(fù)指數(shù)調(diào)制，在輸出會引入一些冗余，我們稱這種方式為信道分集。另外依賴于延時1的指數(shù)包含在參數(shù)中，其輸入輸出關(guān)系為：x(n)=X “ () (- ))+v(n)(8)()=ej(9)當(dāng)q=2時，信道可以簡化為如圖8所示：圖8圖8簡化后的雙徑信道的等效模型由圖8,可得信道的復(fù)基帶沖激相應(yīng)可以表示為:h(t)=h(t)=6(t)+汕(-)(10)6.數(shù)字微波通信系統(tǒng)倍號模型在數(shù)字微波通信系統(tǒng)下，其信號模型與具體調(diào)制方式有關(guān)，在數(shù)字微波通信系統(tǒng)中，調(diào)制方式為QAM128點調(diào)制方式。 TOC\o"1-5"\h\z a2到L電Y,技快f 成形誠波 匸乂) }nI[yI JI：特流』半并L換I COS[W：I+0} (￡ oI ] cT ?z^il電平桂換一、成形波波 ax) 1 T□圖9QAM128點的調(diào)制過程 如圖9所示，數(shù)字微波通信系統(tǒng)QAM128調(diào)制的工作流程如下： 經(jīng)過了前端處理的二進制比特流通過串并轉(zhuǎn)換后，分為了同相和正交兩路，簡稱為兩路。 在規(guī)定的符號映射法則下，兩路信號分別完成了從2電平到多電平的轉(zhuǎn)換。如果將這一映射過程反映在笛卡爾坐標(biāo)系上，轉(zhuǎn)換后的兩路符號在坐標(biāo)系中形成了星座圖。圖中的每一個星座符號點均包含了不同的幅度和相位的信息。 映射產(chǎn)生的兩路離散符號再經(jīng)過成形濾波后，成為了連續(xù)的時域信號。 將兩路信號與本地載波振蕩器產(chǎn)生一組正交的正弦波分別相乘后的結(jié)果相 加，最終完成QAM調(diào)制。QAM調(diào)制信號如下表示。s(t)=Re((