《现代通信技术》实验报告二

实验三 微波中继通信

一、实验内容

1. 介绍微波中继通信系统 2. 学习微波中继系统的原理和特点 3. 了解通信系统一般的通信过程 4. 了解网络分析仪等仪器

二、实验过程

（1）介绍微波通信中继系统

微波的频率为300MHz-300GHz，波长为毫米到米，不同的波段有不同的用途。微波中继系统能够实现远距离通信，通信距离能够达到几千米甚至上万米。接着老师讲解了为什么需要设置中继站，是因为微波在自由空间中是沿直线传播的，其绕射能力很弱，且在传播中遇到不均匀介质时，将产生折射和反射现象。而且地球表面是一个曲面，加上在传输过程中的损耗，需要进行能量补充，所以在远距离通信时需要设置中继站，进行微波的接力。所以这种通信也称为微波接力通信。

图1 地面微波中继接力方式

老师接着讲解了微波中继系统的实验原理，利用实验室的设备，模拟了两个相隔50Km的中继站之间的通信，演示了电话通信功能。

（2）介绍通信的一般过程

老师引导我们思考，让我们说出在通信过程中有关的词语。然后把通信系统的一般过程循序渐进地讲解出来。一般的通信系统的过程如下图：

信源编码信源解码

信道编码信道解码调制解调上变频下变频功放发送接收信道

图2 通信系统的过程

其实这一流程框图我们从《信号与系统》 、《信息论》 、《通信原理》等课程都已经有了相关的学习，只是之前没有一个系统的思考和整理。在老师将整个框图讲解整理出来后，就有一种“豁然开朗”的感觉，原来通信系统的一般流程自己大体上都学习过了，之前只是“不知道自己知道”而已。下面对每部分谈谈自己的理解。

①信源编码、解码

这部分涉及香农信息论，信息不是等概率出现的，信息有冗余的部分；在通信过程中需要提高通信的效率，所以要对冗余的信息进行压缩。在接收端根据对应的规则进行解码。对语音来说，信源编码包括三个部分：对语音信号的采样、对采样信号的量化和对量化后信号的编码。对普通的话音来说，采样速率为4K*2*8（bit）=64Kbit/s。同时传输32路话音（30/32），所需传输速率为64*32=2.048Mbps，此为一次群通信。二次群（120路）传输速率为8.448Mbps；三次群（480路）传输速率为34Mbps，此为本次实验中中继通信设备的传输速率。

②信道编码、解码

信息在信道传输过程中会受到各种各样的干扰，需要提高信息传输的可靠性。通过信道编码，增加冗余，使传送的信息码在接收端有检错或者纠错的能力。信道编码是为了与信道的统计特性相匹配，并区分通路和提高通信

的可靠性，而在信源编码的基础上，按一定规律加入一些新的监督码元，以实现纠错的编码。进而再对信号进行交织。为了使突发误码对接收信号的影响尽量降低，所以采用交织技术使误码离散化使突发差错信道变为离散差错信道，而在接收端纠正随机离散差错，从而改善整个数据序列传输质量。这一系列的处理要解决两个问题：1、降低误码率；2、提高传输速率。

③调制、解调

信源的信息一般称为基带信号，往往不能作为传输的信号，必须将基带信号转变为一个相对基带频率而言频率很高的信号以适合于信道的传输。这个过程就是调制，而解调则是与之相逆的过程。

④上变频、下变频

阻抗匹配，与天线的尺寸有关，天线的尺寸不能太大，所以发送信号的波长就不能很长，所以再一步要求发送信号频率的提高。上变频是将调制好的信号进一步调制到高频，下变频与之相反。

⑤功放

信号需要经过功率的放大，才能发送出去，进行远距离的传播，同时能够提高信号的抗干扰能力。 （3）微波中继的方式

微波中继站的中继方式可以分为直接中继、外插中继、基带中继三种方式。不同的中继方式的微波系统的构成是不一样的。基带中继方式是最复杂的，不仅需要上下变频，还需要调制解调电路，因此基带中继可以上下话路，同时由于数字信号的再生消除了积累的噪声，传输质量得到保证，因此基带中继是数字微波中继的主要中继方式，见图3。

下 变 频 中 功率 中频 接口 中放 上 变频 功率 放大 f1’ 调

图3 基带中继方式

噪声 器 放 解调 三、演示微波中继收发过程及误码率分析仪、频谱仪的使用

1. 老师介绍了误码仪以及频谱仪的使用方法，并且用频谱仪观测了发送信

号的频谱。

2. 用误码率分析仪产生信号，经过微波传输系统，再接收该信号。通过比

对两信号来得出误码率。

3. 调整微波传输线中的衰减器，增大衰减来观测误码率。发现误码率变高。

四、微波中继通信的优点

1. 通信灵活性大。由于微波中继通信只需要在一定间隔建立中继站，因此可以实现在地面上的远距离通信，并且可以跨越沼泽，湖泊，江河等特殊的地理环境。而在发生地震等自然灾害时，利用微波中继通信也可以快速的进行建立和转移。

2. 天线增益高，方向性强。中继通信可以减小对发射功率的要求而得到满意的通信效果。并且由于微波沿直线传播的特性，可以将其汇聚成很窄的波束传播，减少相互间的干扰。

3. 投资少，建设快。微波中继线路相比于有线通信，节约了大量的有色金属，建设费用较低，并且建设的难度和时间都要小于建设有线通信线路。

五、心得体会

实验的主要过程都是老师的演示和讲解实验原理，没有自己动手操作的实

验环节，可是收获颇丰。通过对微波中继系统各部分原理的学习，对一般通信系统的通信过程有了更深的认识，对现代通信技术理论课所学的内容有进一步的理解，也为自己以后在通信方面的实践打下更坚实的基础，使得自己真正感觉到逐渐成为一个“准专业人士”。

通过本次实验，我不仅将通信原理的知识复习了一遍，对通信系统的基本模型有了更深入的理解，还将各个理论课程上学到的知识联系在一起，对知识进行了一次汇总与升华。弄明白了信源编码，信道编码，调制，解调，解码，信道均衡等技术的基本原理以及为什么在通信系统中利用这些技术的原因。微波中继是

通信网的一种传输方式，其实也可以与其他传输方式一起构成整个通信传输网。 在看老师演示的过程中，学会了误码率分析仪和频谱仪这两种仪器的作用与使用，并且利用两种仪器对实际的微波通信系统做了一个性能的测试与分析。了解到了信道上的衰减对通信系统误码率的影响，有了一个直观的感受。对实际通信系统的通信过程产生的错误有了进一步的了解。

总的来说，这次实验让我看到了真正的微波通信系统，并且对其有了一个直观的认识，将课本上的文字真实的转化为现实的通信装置来进行演示实验，同时能够将所学变为所用，解决实际问题，面对实际问题可以提出自己的疑问和进行仔细思考。面对现有的微波通信系统，能够动脑思考想办法提高通信系统的质量使是我们目标，任重道远。

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库《现代通信技术》实验报告二在线全文阅读。