微波传输技术（Microwave Transmission Technology）指的是SDH微波传送设备所采用的各种技术。
简介
由于目前微波传输都采用SDH标准体系，由于SDH传送方式的特点和构成，其所应用的技术与模拟微波和PDH微波通信系统有所不同。
高性能高速多状态调制解调技术
微波是一种频带受限的传输媒质，必须在有限的频带内传送尽可能高的比特率，其最有效的办法就是采用高性能高速多状态调制解调技术。但SDH传送方式的特点决定了在传送相同话路或相同的2Mbit/s数量时，SDH微波所需占用的比特率要比PDH微波需占用的比特率高11%~20%；也就是说，SDH微波所需要的调制状态数要高。图1说明SDH微波与PDH微波在相同波道间隔下，所需调制状态数的区别。
注：CC(Co－Channel)：表示采用交叉极化干扰抵消技术实现交叉极化同波道传送。
所选调制状态数越多，系统对各种恶化因素更敏感，对元器件的要求越高，电路规模越大，对多径衰落的影响也越敏感。
（1）SDH常用调制方式
图2为ITU–R推荐采用的调制方式，表中(CC)表示采用交叉极化干扰抵消技术(XPIC)实现的交叉极化同波道传送方式。在调制方式中，除常用的QAM(正交幅度调制)方式外，还有TCM(网格编码调制)和MLCM(多级编码调制)两种方式。后两者是将调制和编码结合在一起的方式，其频谱利用率和性能大致和QAM相当，可与QAM方式等同采用。我国现用的微波波道带宽大多为29、29.65和40MHz三种。微波的传送容量一般要比光纤少，为使微波在一个传送频段中总传输容量可与现有光缆容量接近(例如配置双向八个波道)，要求在每个波道中传送2×155Mbit/s。原邮电部在建和拟建的国家干线微波均采用此方案。图2中列出在波道间隔为29和29.65MHz的频段，可传送2×155Mbit/s的调制方式有128QAM(CC)和256QAM(CC)两种；在波道间隔为40MHz的频段，可传送2×155Mbit/s的调制方式有32QAM(CC)、64QAM(CC)和512QAM三种。
（2）选择调制方式的依据
选择一个好的调制方式应从几个方面来考虑:
① 频谱利用率高。
② 能基本覆盖4～11GHz中的任一频段，电信网组织容易。
③ 性能价格比高。
④ 整机功耗小。
⑤ 可靠性高。
图3列举了误比特率为10，每波道传送2×155Mbit/s时常用调制方式的性能。表中的α和β为由所需线性系数决定的量。
针对以上的图中参数需要作一些分析说明。
a．交叉极化同波道传送
为了能在40MHz的带宽内传送2×155Mbit/s的容量，必须提高调制状态数，如采用512QAM调制方式；与之相反，也可采用交叉极化同波道传送的方式实现相同带宽内传送2×155Mbit/s的信号，只需采用低调制状态如32QAM或64QAM就可以了。现已证明512QAM不能进行交叉极化同波道传送。
b．滚降系数
滚降系数是系统限带滤波器的重要参数，滚降系数越小，制作越难。在满足系统性能的条件下，滚降系数取值越大越好。
c．所需相对C/N值
采用64QAM时所需的C/N值为0dB，比较其他调制方式与64QAM相比C/N的相对值，C/N值越小，系统设计越有利。
d．信号带宽
信号带宽指奈奎斯特带宽，对相同的波道带宽来说，信号带宽越小，其噪声带宽也越小。
通过对图2的分析，在40MHz波道间隔，以采用交叉极化同波道传送的64QAM调制方式为最佳。当波道间隔为29或29.65MHz时，以采用交叉极化同波道传送的128QAM调制方式为好。若将64QAM和128QAM两种调制方式配合使用，将可覆盖4～11 GHz几乎所有的频段。
自适应交叉极化干扰抵消（XPIC）技术
要在每一(40MHz波道间隔)射频波道内传送2×155Mbit/s SDH微波信号，有两种实现方法：一是采用512QAM多状态调制技术，隔波道异极方式化传输。这种方法，因调制状态数较多，故对电路的线性要求高，元器件的性能敏感，多径衰落对其影响也较严重。若想要在28～30 MHz波道间隔内传送2×155Mbit/s数字信号，则至少要采用1024QAM调制方式才行，其技术难度极高。与之相反还有一种方法是采用双极化频率复用技术，使每一射频波道，用垂直与水平极化各传一个155Mbit/s信号，从而实现一个射频波道同时传送两个155Mbit/s的SDH微波信号，使某些频段(例如6GHz)总的传输容量可达到2.4 Gbit/s。在传播正常的情况下，主要采用交叉极化鉴别度(XPD)较高的高性能天线，它的垂直极化与水平极化所接收到的两路信号之间的D/U比较高，能满足传输指标的要求；但当有传播衰落时，由于XPD本身下降，垂直极化与水平极化所接收到的两路信号的交叉极化干扰电平增加，至使它们之间的D/U比也随之下降，使传输性能降低，甚至造成电路中断。
为了实现交叉极化同波道传送，需要一个自适应交叉极化干扰抵消器，用以减小来自正交极化信号的干扰。采用XPIC技术后XPD的改善情况与是否采用分集接收有关。
XPD=XPD0+Q+XPIC－Fd (无SD时)
XPD=XPD0+Q+XPIC－Fd/2 (有SD时)
式中：XPD0为天线本身极化隔离度；Q为与电路传播条件及天线类型有关的参数；XPIC为由交叉极化干扰抵消器提供的XPD值；Fd为衰落深度。
自适应交叉极化干扰抵消技术的基本原理是从所传输的信号相正交的干扰信道中取出部分信号，经过适当处理后与有用信号相加，用以抵消叠加在有用信号上的来自正交极化信号的干扰，原则上干扰抵消过程可在射频、中频或基带进行。采用XPIC技术后，对干扰的抑制能力一般达到15dB左右就可以了。
图4为中频交叉极化干扰抵消器的方框原理图，由图可见，接收天线V极化振子除收到发送天线V极化正常信号外，也同时收到了发送天线H极化送来的干扰信号(如图阴影所示)。如直接将此复合信号解调，将使系统性能降低，甚至造成电路中断。本方案，除主用解调(MAIN DEM)外，还装了一个辅助解调(X DEM)，主用解调解出V极化送来的信号，辅助解调解出H极化送来的信号，这两种信号经XPIC控制器中处理后能复原出大小与干扰信号相同，但极性正好相反的干扰抵消信号，将此信号再与接收天线收到的复合信号合成，即可获得干净正常的信号，使主解调得到正常解调。实际上这种抵消是不完善的，理论证明，XPIC的改善量若在15dB以上，即可满足设计要求。
前向纠错技术
为了要在原CCIR建议所规定的频率配置内传输SDH信号，必须采用更高状态的调制技术，选用的调制状态数越多，限带的要求就越严格。如当选用64QAM调制方式时，滚降系数值将在0.2以下，从而使因电路配合，元器件老化等因素形成的码间干扰较大，为保证传输性能，必须采用前向纠错技术。常用的纠错编码方式有BCH码、汉明码、双李氏码，在某些场合也可用低比率的卷积码。选用纠错编码类型的依据原则是：冗余度低，电路规模小。
若举例采用BCH(511，493)码FEC方式，其纠错前BER(Pe)与纠错后BER(Pc)的关系如图5。
也可将调制与纠错编码结合起来，即编码调制技术。常见的编码方式有块状编码调制(BCM)、格状编码调制(TCM)和多级编码调制(MLCM，Multi Lever Coded Modulation)等三种。在BCH中各级都用块状码进行调制；而在TCM中，各级都用一种卷积码。与TCM相比，BCM设备较简单，但编码增益低。在MLCM方式中，第一级采用冗余度较高的卷积码，第二级采用冗余度较低的卷积码，或只加奇偶校验，其余各级甚至不编码。MLCM方式的冗余度比TCM低，编码增益与4D–TCM相当，但编译码器所需电路规模比4D–TCM要小。现对几种编码纠错方式的特点作介绍。
① MLCM是一种多级编码调制方式，其主要优点是：
a．冗余度低，可利用微波帧开销(RFCOH)增加2Mbit/s的路旁业务;
b．编码增益高，其编码增益波比TCM稍低;
c．解码操作在低速进行，结构简单。
② 4D–TCM是一种四维格状编码、维特比检出的纠错方式，其主用特点是：
a．冗余度较高，不能利用RFCOH来传送2Mbit/s的路旁业务;
b．编码增益高。
③ DLEC特点
a．冗余度最低，可在RFCOH中传送两路路旁业务；
b．编码增益最低。
由上述比较可见，MLCM纠错方式是一种较好的纠错方式，其次是4D–TCM纠错方式。由实验得出在64QAM方式是采用MLCM(6.29/7)、MLCM(6.5/7)、TCM(6.5/7)和BCH(511，484)码等纠错编码调制方式与不纠错编码时C/N与BER的关系曲线。不同的纠错编码方式其BER的改善情况是不同的，就三者比较而言，以MLCM(6.29/7)方式C/NF改善量最大。
自适应对抗多径衰落技术
自适应对抗多径衰落技术内含下述三方面的技术:
① 自适应空间分集。
② 基带时域自适应判决反馈均衡技术。
③ 中频频域自适应均衡技术。
空间传播多径衰落是造成数字微波传输中断的主要原因，传输速率越高影响越严重，特别是在像2×155Mbit/s的传输系统中，其危害程度已大大超过了以往微波通信系统。特别是ITU-R新建议不再给数字微波系统提供额外的差错性能配额，因此必须装置强有力的自适应对抗多径衰落设备，以满足系统总体传输性能要求。
自适应空间分集接收技术常在中频进行合成，实现的方法有中频最大隔离合成、中频最佳最大隔离合成、最小色散合成及最大功率/最小色散合成等多种。最常用的均衡器有线性均衡器和判决反馈均衡器，线性均衡器对最小相位失真和非最小相位失真有同样的均衡效果，而判决反馈均衡器对最小相位失真有极强的均衡能力。
自动发信功率控制（ATPC）技术
（1）ATPC的特点
由于采用多状态调制技术，对传输信道，特别是高功率放大器的线性提出了严格的要求。例如，对采用64QAM的系统而言，要求传输通道的三阶交调失真产物要比主信号低45dB左右。若采用128QAM或256QAM调制技术，则要求更严。为了满足系统总传输性能的要求，除了对微波传输放大器采取回退措施外，还要采取一些非线性的补偿技术，如加中频或射频预失真器或采用前馈等技术改善发信机的线性。CCIR 751建议规定，SDH微波系统还要采用自动发信功率控制技术。该技术的要点是微波发信机的输出功率在ATPC的控制范围内自动地跟踪接收端接收电平的变化而变化。在正常的传播条件下，发信机输出功率固定在某个比较低的电平上，例如比正常电平低10～15dB左右。当发生传输衰落时，接收机检测到传播衰落并达到ATPC所规定的最低接收电平时，立即通过微波段开销(RFSOH)字节控制对方发信机提高发信功率，直到发信机功率达到额定功率后，若对方接收电平仍继续下降，则发信机输出功率则维持在额定输出功率上下不再变化。一般来说严重的传输衰落发生的时间率是很短的，一般不足1%，所以采用ATPC装置后，发信机在99%以上的时间内均以比额定输出功率低10～15dB的状态工作。
ATPC主要特点是：
① 降低了对相邻系统的干扰。
② 减小了上衰落对系统的影响。
③ 降低了电源消耗，使射频放大器的功耗相当于正常电平时的50%。
④ 改善了系统的残余比特差错性能。
（2）ATPC的分类及其工作原理
① ATPC的分类
a．软控制型
所谓软控制型，即发信机功率电平随对端接收机所接收的电平呈反向线性跟踪形，在ATPC范围内逐分贝地调节。跟踪方法又随不同要求，有1∶1完全线性跟踪和N∶n部分线性跟踪两种。
b．突跳控制型
所谓突跳控制型，即一旦对端接收机的接收电平达到了ATPC启动门限电平，即发出指令使发信机的功率电平在极短时间内突跳，迅速完成ATPC工作。
ATPC按控制范围分，又可分成下列两种。
a．一段控制法，即在一个接收电平的变化范围内完成ATPC全部调正。
b．二段控制法，即在两个接收电平的变化范围内完成ATPC全部调正。
当然也可以有多段控制法，即在多个接收电平变化范围内，完成ATPC全部调正。不过随着所取段数增加，ATPC系统也越来越复杂，这是不可取的。
② ATPC方式的工作原理
a．软控制型ATPC方式的原理
图6为采用软控制型ATPC方式的方框原理图。在传播正常的情况下(时间率在99%以上)，A站的发信机受本端ATPC适配器的控制，发送低电平信号，如本例为21dBm，此时B站接收端为正常接收电平，例如－40dBm左右。当有衰落时，B站接收电平将随之下降，在接收电平降至ATPC启动门限电平之前，ATPC不作控制。当B站接收电平下降至ATPC启动门限电平(例如本例为－55dBm时)，或B站解调器因某种原因发生帧告警时，B站ATPC适配器将产生5bit ATPC控制信号，此信号送至调制器，通过微波帧开销反相传送至A站，经解调器分出并送至ATPC适配器。经A站ATPC适配器处理后，产生相应控制电压，使发信机输出功率增加。本例属1∶1完全线性跟踪型，故在ATPC控制范围内，可维持接收电平不变。当A站发信机输出功率达到高电平(31dBm)时，系统开始脱离ATPC控制，此时B站接收电平按原变化斜率下降。ATPC控制是双方向的。
由于传播衰落的变化是随机的，为了减少ATPC对发信功率调节的频度，人为地设定了ATPC的磁滞范围。图7为ATPC动作的磁滞图。由图可见，在规定的磁滞范围内，发信功率将维持在原功率电平上。这在一定程度上减少了发信功率调整频度，保护了发信功率放大器。
软控制型ATPC控制信号为一串数字信号。为了使发信机输出功率能跟随对端接收电平变化，ATPC控制信号应为多比特组成的数字信号，例如用5bit来组成。
b．突跳控制型ATPC方式工作原理
突跳控制型ATPC方式的系统方框图大致和软控制型ATPC方框图相似，但突跳型控制方式在ATPC作用下接收电平与发信输出电平的关系曲线与软控制型完全不同(如图8所示)。当接收电平下降到ATPC启动门限电平(如－55dBm)时，接收端即向发送端送出ATPC控制指令，该指令是开关量，立即启动发信机作功率提升调节，发信输出功率自低电平至高电平呈突跳变化，接收电平也随发信输出功率呈突跳变化。控制时间一般为50～100ms。它还设有控制维持时间，这是为防止传播衰落不稳定而引起ATPC频繁调整。控制维持时间可预置，一般为数秒至数分钟。另外它还设恢复时间，一旦确认接收电平已固升，并经控制维持时间保护后，再进入恢复时刻。恢复时间一般为10s。