【摘要】 本文系統地分析了廣電系統大容量SDH數字微波網絡的特點,并針對其小夾角路由傳輸、長站距傳輸、抗衰落和系統干擾協調等幾個關鍵問題進行了分析和研究,最終提出了一些行之有效的解決措施。
【關鍵詞】 小夾角路由傳輸 分支電路干擾 長站距 抗衰落 分集
一. 引言
目前,廣電系統正在進行模擬微波電路的數字化改造,由于改造的基本原則要盡可能地利用原有傳輸路由,其在網絡結構、業務特點、站點布置等方面與標準的微波網絡有著很大的區別,因此給電路的設計工作提出了一些新的課題。本文針對廣電系統微波電路數字化改造電路設計中出現的一些關鍵問題進行了分析研究,并總結出了一些行之有效的解決措施,以期在今后的大容量數字微波網絡建設中起到一定的指導作用。
二. 關鍵問題的提出及解決措施
1.小夾角路由傳輸問題
各省廣電系統的業務信號均是從省會城市向下傳送至省內各個骨干轉播臺或地級市電視臺,同時各骨干轉播臺和地級市電視臺還有回傳至省會城市中心站的業務信號,這決定了其數字微波傳送網為“星形+鏈形”的網絡結構,同以往國家干線SDH數字微波網的鏈形網絡結構比較,該網中包含了更多的分支電路形式,因此需要更多地考慮小夾角路由的傳輸問題。
對于小夾角路由傳輸,一般根據具體情況,建議依次按下述辦法解決干擾問題:
(1)采用高性能和超高性能天線;
(2)采用交叉極化方式;
(3)采用ATPC技術;
(4)在頻率安排允許時,采用鄰波道或不同頻段;
(5)采用特殊性能天線(貝殼和角錐形等)。
一般首先考慮采用前三項措施,在還不能滿足干擾指標要求時,考慮采用第四項措施。特殊情況下,采用第五項措施,特殊性能天線在電路分支夾角為30°~40°時其F/B≥60~70dB,因此,這是解決城市中密度較高電路之間干擾的最好天線。但是,其重量重、座式安裝復雜、價格高等不利因素也限制了其使用范圍,使用時需要權衡利弊。
2.長站距問題
由于廣電系統的微波站大都與高山骨干轉播臺合建,因此大多位于各個地區的最高峰上,從而導致相鄰站間的站距一般很長(如廣東廣電SDH微波網最長站距為107.8公里)。因此,長站距問題也是廣電系統數字微波電路改造中需要重點考慮的。對于長站距電路問題不能一概而論,只能對每一個具體傳輸條件具體分析,采取不同的技術措施。
對于廣電系統的大多數微波電路而言,雖然站距相對較長,但它們大多有一個共同的特點,就是兩端或一端站點海拔高度較高,電波處于高路徑傳播,這樣較少受地面低空(100~200米)波導層影響,或者由于兩端站址海拔高差較大,電波穿越低空波導層,避免了在波導層內形成多徑傳播衰落,因而一般傳播比較穩定。
對于部分站距較長而且路徑斷面條件不是很好的情況,首先會考慮在經濟條件允許的條件下在中間加站,從而使1跳斷面條件不好的長路徑電路變成2跳斷面條件相對較好的短路徑電路,這樣同時解決了長站距和斷面條件不好兩個難題。
例如在廣東省廣播電視微波電路數字化改造設計中,原模擬微波圭峰山-恩平段站距為84.12公里,兩站址海拔高度分別為420m和200m,高差不大,而且微波路徑全部是沿潭江河谷地區,地面起伏不大,并有5~6處穿越江面寬闊水域和多處水網地段,因此,傳播條件較差,原模擬微波電路運行過程中,該段電路傳播經常出現衰落并造成電路中斷,在工程設計中必須改善該路段的傳播條件以提高傳輸質量。通過讀取斷面數據和現場勘查,最終確定在開平地區的梁金山(海拔400m)增加新站(新站與開平市電視調頻轉播臺同址),這樣兩中繼段距離合理(37.37公里和47.10公里),微波路徑偏離潭江水面,而且兩段電路站址海拔高度增加,高差加大,電波受近地面波導層影響減少,傳播條件改善。經計算,該段電路改造后的總衰落中斷概率(嚴重誤碼秒比)為2.54×10-5,而原來圭峰山-恩平一段時為2.32×10-4,即指標改善了25倍(13.98dB)以上。電路指標估算比較表如下:
起點站站名 | 圭峰山 | 圭峰山 |
中間站站名 | 開平 | |
終點站站名 | 恩平 | 恩平 |
站 距 | 84.49 | 84.12 |
總衰落中斷概率(%) | 2.51E-06 | 6.28E-05 |
對于部分站距較長,斷面條件不好,而且無法加站的微波電路,會考慮減少分路系統損耗、采用低階調制方式、自適應均衡、空間分集加角度分集的合成技術、前向糾錯編碼、編碼調制混合編碼等技術措施來解決電路傳輸質量問題。另外,對于長站距微波我們不建議采用過高的發射功率以彌補系統增益損失的辦法。因為,在實際電路測試時發現,當發射功率大于32dBm時,三階交調已超標。因此,采用提高發射功率來增加平衰落儲備的辦法要慎重。
3.系統內干擾問題 系統內干擾以受變動因素影響的分支(轉折)電路干擾和越站干擾為主。
(1)同站分支或轉折電路干擾
這是指因電路轉折和分支夾角較小,同站內接收的異路由鄰電路干擾,如前面小夾角路由傳輸問題中所述,這里不再贅述。
(2)越站干擾的主要解決措施
·采用超高性能天線
·采用交叉極化方式:相鄰兩中繼段極化相同和交替變換,即HHVV方式
·增加線路轉折角
以廣東廣電微波電路數字化改造設計為例,由于大紺山站海拔較高,大紺山站—廣州站之間無任何地形阻擋,因此,必須考慮和解決廣州—大紺山之間的越站干擾問題:
大紺山—高要與大紺山—廣州在傳播路徑上有2°23′的夾角,廣州—金古頂與廣州—大紺山在傳播路徑上有2°18′的夾角。根據計算:在廣州采用2.4米超高性能天線(分集天線),其在2°時的方向鑒別度為24dB,天線交叉極化隔離度為23dB,在金古頂和大紺山采用3.7米高性能天線,其在2°的方向鑒別度為24dB,交叉極化隔離度為6dB,廣州—金古頂距離為55.29公里,廣州—大紺山距離為133.39公里,在廣州—金古頂段與大紺山—高要段采用不同極化方式的情況下,廣州站接收到信號電平與越站干擾電平之比(C/I)為:24+24+23+7.6=78.6dB,越站干擾在允許范圍內。可見,在采用超高性能天線和HHVV極化方式的條件下,可以使廣州—大紺山間的越站干擾滿足指標要求。
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