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衡陽(yáng)市微波通信局 劉溆軍

　　目前，電信技術(shù)迅猛發(fā)展， SDH（Synchronous Digital Hierarchy）同步數(shù)字體系迅速取代了準(zhǔn)同步數(shù)字體系PDH。原郵電部決定“九五”期間只建SDH電信傳送網(wǎng)，目前，京—漢—廣SDH微波電路正在安裝調(diào)試中，即將開(kāi)通。ATPC（Adaptive Transmit Power Control）自動(dòng)發(fā)信功率控制是SDH微波傳送中特有的一項(xiàng)新技術(shù)。由于微波的傳播媒體不是理想的真空，是以大氣為媒體的，而且受地形、地貌、氣候和其他無(wú)線電波（如雷達(dá)）的影響，惡劣的傳送條件使接收端的信號(hào)不穩(wěn)定且時(shí)有大的衰減，嚴(yán)重時(shí)甚至造成信號(hào)中斷，ATPC則能有效地克服微波傳送中電波衰落的影響，降低對(duì)相鄰系統(tǒng)的干擾和電源消耗，使射頻放大器的功耗相當(dāng)于正常電平時(shí)的50％，改善系統(tǒng)的殘余比特差錯(cuò)性能。
1 ATPC的原理及結(jié)構(gòu)
　　自動(dòng)發(fā)信功率控制（ATPC）是指微波發(fā)信機(jī)的輸出功率自動(dòng)地隨著接收端接收電平的變化而變化。在傳播正常的情況下，如A、B兩站中的A站發(fā)信機(jī)受本端ATPC單元的控制發(fā)送低電平信號(hào)（本例為21dBm），B站接收端為正常接收電平（－40dBm左右）。當(dāng)有衰落時(shí)，B站接收電平將隨之下降，在接收電平降至ATPC啟動(dòng)門(mén)限電平（如-55dBm時(shí)）或B站解調(diào)器發(fā)生幀告警時(shí)，B站ATPC單元將產(chǎn)生5bit ATPC控制信號(hào)，此信號(hào)送至調(diào)制器，通過(guò)微波幀開(kāi)銷(xiāo)（RFCOH）反相傳送至A站，經(jīng)解調(diào)器分出并送至ATPC單元，再經(jīng)A站ATPC單元處理后，產(chǎn)生相應(yīng)控制電壓，使發(fā)信機(jī)輸出功率增加。在ATPC控制范圍內(nèi)，可維持接收電平不變。一般來(lái)說(shuō)，嚴(yán)重的傳播衰落發(fā)生的時(shí)間是很短的，不足1％，所以采用ATPC裝置后，發(fā)信機(jī)在99％以上的時(shí)間內(nèi)均處在比額定輸出功率低10～15dB的工作狀態(tài)。
　　ATPC的控制原理是：接收端的接收單元檢測(cè)收信電平并將結(jié)果數(shù)據(jù)送至ATPC單元，通過(guò)接收門(mén)限電平的遲滯特性辨別此數(shù)據(jù)決定是否需要控制發(fā)信輸出功率。ATPC發(fā)出發(fā)信輸出功率控制命令信號(hào)后，在MOD單元通過(guò)RFCOH插入，再由發(fā)信單元將控制命令信號(hào)傳送到對(duì)端站。也就是說(shuō)，發(fā)信輸出功率控制信息通過(guò)ATPC送到對(duì)端站的ATPC。 在對(duì)端，通過(guò)DEM單元檢測(cè)RFCOH中的命令信號(hào)，送到ATPC的中央處理單元(CTU)。CPU系統(tǒng)將此命令信號(hào)轉(zhuǎn)換成并行控制信號(hào)。控制信號(hào)根據(jù)控制信息控制發(fā)信輸出功率。
　　在NEC2000S設(shè)備的ATPC單元中，IC1（μPD78310A GH）是CMOS 8比特中央處理單元，它使用12MHz作為系統(tǒng)時(shí)鐘脈沖。IC3（27C1001D）是1MB CMOS PROM IC系統(tǒng)程序只讀存儲(chǔ)器。IC4（μUP431000A GW）是1MB讀寫(xiě)存儲(chǔ)器。IC15（μPD72001GC）是一個(gè)異步多協(xié)議串行控制器。IC57（μPD65863GN－E00-LMU）是一個(gè)同步協(xié)議串行控制器。
　　微波幀開(kāi)銷(xiāo)RFCOH經(jīng)過(guò)解調(diào)器解調(diào)出來(lái)，送至ATPC單元的RFCOH接口，它包含對(duì)輸出功率的控制信號(hào)。RFCOH接口對(duì)接收到的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼，并轉(zhuǎn)換成8bit的數(shù)字信號(hào)送至系統(tǒng)總線由CPU進(jìn)行處理，CPU處理數(shù)據(jù)產(chǎn)生ATPC控制信號(hào)，通過(guò)光耦合器（PHOTOCOUPLER）送到接口板單元，最后送到功放模塊以1dB／步控制輸出功率。反之，從收信單元來(lái)的收信輸入電平（RX IN LEV MON）送到CTU進(jìn)行處理，產(chǎn)生8bit的數(shù)字控制信號(hào)，通過(guò)系統(tǒng)總線送到RFCOH接口轉(zhuǎn)換成46kb／s數(shù)據(jù)流（RFCOH），經(jīng)過(guò)調(diào)制器送到對(duì)端站控制其發(fā)信功率。
2 ATPC的動(dòng)作保護(hù)及控制信號(hào)
　　由于傳播衰落的變化是隨機(jī)的，為減少ATPC對(duì)發(fā)信功率調(diào)節(jié)的頻度，人為地設(shè)定了ATPC控制的滯后范圍。圖1為有ATPC控制時(shí)收、發(fā)信電平的變化曲線。當(dāng)衰落加深時(shí)，傳輸損耗增加，收信電平逐漸下降，一直下降到ATPC啟動(dòng)門(mén)限電平（如-50dBm）才控制發(fā)信功率增加；當(dāng)衰落由深變淺時(shí)，接收電平逐漸回升，當(dāng)回到ATPC啟動(dòng)門(mén)限電平（如-55dBm）時(shí)它不是立即控制發(fā)信功率下降，而是在接收電平回升到標(biāo)稱(chēng)電平（如-40dBm）時(shí)，發(fā)信功率才開(kāi)始下降。這在一定程度上減少了發(fā)信功率調(diào)整頻度，保護(hù)了發(fā)信功率放大器。
　　ATPC的控制信號(hào)為一串?dāng)?shù)字信號(hào)，為了使發(fā)信機(jī)輸出功率能跟隨對(duì)端接收電平變化，ATPC控制信號(hào)為多比特組成的數(shù)字信號(hào)，例如用5bit來(lái)組成。表1 為NEC2000S SDH微波設(shè)備ATPC控制信號(hào)與發(fā)信機(jī)輸出功率之間的關(guān)系。
　　目前，國(guó)內(nèi)引進(jìn)的SDH設(shè)備，主要有加拿大北方電訊（NORTEL）、日本富士通及NEC的設(shè)備，它們的ATPC控制原理基本相同，主要差別在于收信電平與發(fā)信輸出電平的關(guān)系曲線不同，不再詳述。