SDH数字微波传输系统的关键技术及优点

山西广播电视无线管理中心1125台 弥俊伟

1 SDH数字微波通信技术

1.1 SDH数字微波通信技术的优势

SDH数字微波通信技术是新一代的数字微波通信技术，具有提升频谱资源释放效率、提升传输质量、增强数据传输安全性的优点，首先SDH数字微波通信技术的波道容量较大，数字信号的压缩比较大，且释放速度较快，能够在短时间内释放大量数据，缓解频谱资源紧张局面；其次传统的数字微波信号在多次传输以后，会因为中继和复制的缘故，出现信号衰减、信号质量下降的问题，而SDH数字微波通信技术的纠错编码技术，能够对多次中继和复制的信号进行纠错，大大提高了SDH数字微波通信技术的抗干扰能力，有效的解决了横条和雪花现象的出现；最后SDH数字微波通信技术的安全性较强，通过组合变化的方式，能够组成多种网络，不仅具有一定的自我修复能力，还能够保障所传输数据的安全。

1.2 SDH数字微波通信技术的构成

SDH数字微波通信设备主要由SDH分插复用器、MPEG-2编解码器、适配器、微波设备等组成，SDH分插复用器连接微波设备和适配器，具有处理信息能力强大的优点，在SDH数字微波通信技术中负责处理低速信号，并将所处理后的低速信号，传输到支路、线路之中，SDH分插复用器的处理能力强大，能够处理带宽为155Mbit的支路信号，其提取能力较为强大。SDH分插复用器的另一大优点是组网能力灵活，可组成多种网络形式，如环形网和树形网，所组成的网络带宽可达到155M，得益于强大的网络处理能力，SDH分插复用器可应对一些常见的网络问题，具有一定的网络自愈能力。MPEG-2是一种数字压缩技术，在SDH数字微波传输过程中，为减少对网络资源的占用，提高传输速率，同时减少数字信号传输过程中，因冗余度而导致的信号丢失问题，需要使用MPEG-2技术实现对模拟信号的数字化转换与压缩，MPEG-2的音视频清晰度较高，最高可处理1920×1080的视频信号和CD级的音频信号。经过MPEG-2技术处理的音视频信号会转化为基本码流PES，所形成的基本码流PES可在SDH转数字微波通信中进行传输，MPEG-2具有空间和时间相关性，分为I帧、P帧、B帧三种，对应图像的I、P、B分层；其宏模块为4:2:0，分别代表亮度像块、色差像块。MPEG-2与SDH分插复用器的有效连接，可完成对SDH分插复用器数据的编码与传输工作，适配器则其将MPEG-2与SDH分插复用器进行连接的作用，在适配器的作用下，MPEG-2才能够开始对数字信号的解码工作，以对应PMT表的PID，实现SPI中的TS流的转换。最后微波设备是指SDH数字微波设备的发信机在发出信号以后，微波设备对所发出的信号进行调制、功率放大、解调等，调制的作用在于对信号进行纠错处理，使信号能够顺利发出。微波设备还具有收信系带处理、SOH开销的插入与提取的功能，能够实现对数字信号的全域控制。在微波设备的网络管理方面，可监视SDH数字微波通信网络，完成对网络信息的配置、下达各项指令等。

2 应用关于SDH数字微波通信的关键技术

2.1 载波键控技术

载波键控技术在SDH数字微波通信中常用的关键技术之一，载波键控技术是应用键控法，如振幅键控、频移键控等数字调制方式，实现对开关键的控制，达到数字调制的目的。载波是微波设备所发射信号中的余弦信号，为实现数字信号的稳定传输，需要使用振幅键控的方式，对余弦信号的幅度、相位、频率等进行调整。在振幅键控空，载波的输出结果是使用数字来表示的，数字1表示载波的存在，数字0则便表示没有载波，当输出结果为1时，则启动开关，对SDH数字微波通信设备进行数字调制，达到信号稳定传输的目的。频移键控是根据SDH数字微波通信中的数字信号进行调制，以实现对载波的频率调制，频移键控可分为相位不连续和相位连续，相位不连续经过对数字信号的调制以后，所形成的是FSK信号，即通过载波来传递数字信号。相位连续则是通过基带信号完成载波的频率调制，达到输出FSK信号的效果。载波键控技术具有调制效率高、信号失真度低、信噪值低、传输容量大的优点，当前我国在SDH数字微波通信领域，普遍使用的是更高进制的载波键控技术，以实现数字信号的有效调制，保证大容量数字信号的稳定传输，如山东省的SDH数字微波通信系统的主干线使用了5GHz-11GHz的频段，调制方式为128QAM，通过载波键控技术，配合新兴的4K技术，为4K技术的实现做了相应的准备工作。

2.2 XPIC技术

XPIC技术即交叉极化干扰抵消技术，交叉极化干扰抵消技术是一种自适应技术，在SDH微波通信技术中，交叉极化干扰抵消技术的频谱利用率较高，其所使用的插入波道再用方式，具有极强的抗干扰能力，能够有效的低效插入波道再用方式中的信道、数字信号干扰问题，减少因为信号交叉而导致的信号干扰问题的发生，可有效降低16dB以上，因而是SDH微波通信技术中的关键技术。交叉极化干扰抵消技术不仅可以在SDH数字微波通信技术应用，还被广泛的应用到基带、中频、射频之中，如在SDH数字微波通信的基带中应用，通过XPD的衡量，可将数字信号由信道传入到滤波器之中，经过自适应算法的计算，有效降低数字信号的dB，目前在SDH数字微波通信技术中，常用的交叉极化干扰抵消技术算法为LMS-XPIC和NIRLS-XPIC，这两种算法各有特点，LMS-XPIC所利用的是信号输入后，先计算抽头权系数，计算原理为N-1，然后使用递归函数，计算出输入信号的dB，在通过滤波器进行信噪的降低。NIRLS-XPIC则是在递归函数基础之上改进优化而来，是一种数值迭代方法，其特点是计算过程中的误差值较小，不会因为累计误差而导致RLS计算的过程出现较大的偏差，由此保障了计算结果的精准性。交叉极化干扰抵消技术在SDH微波通信系统中的应用，提高了SDH微波通信系统的抗干扰能力，降低了数字信号彼此之间的干扰。

2.3 高线性功率放大器

自适应高线性功率放大器控制是随着SDH微波通信系统的发展而来的一种技术，随着SDH微波通信系统网络带宽的不断提高，对数字信号传输的信道要求日益提高，在此情况下，需要使用高于64QAM的高线性功率放大器，才能够满足SDH微波通信系统的使用需求，由此推动了高线性功率放大器及自适应控制的发展。高线性功率放大器及自适应控制采取了非线性的补偿技术，该技术的采用有助于降低SDH微波通信系统的输出功率，使SDH微波通信系统的发信机降低15dB以上，同时也有助于降低SDH微波通信系统的能耗，自适应高线性功率放大器可控制SDH微波通信系统的输出功率，在使用的过程中，得益于非线性失真的降低，其能耗也得到了了极大的降低，大幅度的节省能源。

2.4 编码调制与前向纠错技术

在SDH数字微波通信系统中，编码调制与前向纠错技术是一种综合性技术，兼具编码的调制与纠错功能，在应用到SDH微波通信系统以后，凭借其强大的编码、调制、纠错功能，能够极大的提高功率、频谱的利用效率。在编码调制与前向纠错技术中，BCM、4D-TCM的编码调制能力较强，可有效的提高编码效率，加快数字信号的纠错。随着编码调制与前向纠错技术的发展，一些新的编码调制与前向纠错技术技术出现了，如多进制线性分组纠错码，该纠错技术能够快速计算数字信号中的冗余度，提高了对数字信号纠错的能力，且纠错的精准度高达98%以上，可有效保障SDH数字微波通信的有效应用与发展。

2.5 自适应频域和时域控制技术

自适应频域和时域控制技术的发展是伴随着SDH数字微波通信所传输的数字信号不断提高而发展，是一种抗衰落的有效技术。传统的抗信号衰落的技术中，主要是通过备用波道的倒换，来适应数字信号的传输，从而达到保障数字信号保真的效果。而随着SDH数字微波通信技术的发展与应用，尤其是高容量数字信号的传输，对抗衰落技术的要求在不断提高，在此背景下，自适应频域和时域控制技术的发展可有效解决这一问题。自适应频域和时域控制技术区别于传统的抗衰落技术，分别针对频率、码间的衰落。在数字信号的频率方面，自适应频域和时域控制技术根据频率的变化而自动适应变化，实现对频率的自动调整，从而有效的对抗数字信号的衰落，提高了时效性；在码间的干扰方面，自适应频域和时域控制技术能够有效消除各种形式码间的干扰信号，从而消除正交干扰。

结语：在本文的研究中，围绕SDH数字微波通信技术中的几种关键技术进行了介绍，主要介绍了载波键控技术、XPIC技术、高线性功率放大器、编码调制与前向纠错技术、自适应频域和时域控制技术等，载波键控技术、XPIC技术、高线性功率放大器、编码调制与前向纠错技术、自适应频域和时域控制技术等大大提高了SDH数字微波通信技术在信号传输方面的质量和时效性，有助于为广播电视节目的播出提供坚实的保障。