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衡陽市微波通信局 劉溆軍

　　目前，電信技術迅猛發展， SDH（Synchronous Digital Hierarchy）同步數字體系迅速取代了準同步數字體系PDH。原郵電部決定“九五”期間只建SDH電信傳送網，目前，京—漢—廣SDH微波電路正在安裝調試中，即將開通。ATPC（Adaptive Transmit Power Control）自動發信功率控制是SDH微波傳送中特有的一項新技術。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、氣候和其他無線電波（如雷達）的影響，惡劣的傳送條件使接收端的信號不穩定且時有大的衰減，嚴重時甚至造成信號中斷，ATPC則能有效地克服微波傳送中電波衰落的影響，降低對相鄰系統的干擾和電源消耗，使射頻放大器的功耗相當于正常電平時的50％，改善系統的殘余比特差錯性能。
1 ATPC的原理及結構
　　自動發信功率控制（ATPC）是指微波發信機的輸出功率自動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站發信機受本端ATPC單元的控制發送低電平信號（本例為21dBm），B站接收端為正常接收電平（－40dBm左右）。當有衰落時，B站接收電平將隨之下降，在接收電平降至ATPC啟動門限電平（如-55dBm時）或B站解調器發生幀告警時，B站ATPC單元將產生5bit ATPC控制信號，此信號送至調制器，通過微波幀開銷（RFCOH）反相傳送至A站，經解調器分出并送至ATPC單元，再經A站ATPC單元處理后，產生相應控制電壓，使發信機輸出功率增加。在ATPC控制范圍內，可維持接收電平不變。一般來說，嚴重的傳播衰落發生的時間是很短的，不足1％，所以采用ATPC裝置后，發信機在99％以上的時間內均處在比額定輸出功率低10～15dB的工作狀態。
　　ATPC的控制原理是：接收端的接收單元檢測收信電平并將結果數據送至ATPC單元，通過接收門限電平的遲滯特性辨別此數據決定是否需要控制發信輸出功率。ATPC發出發信輸出功率控制命令信號后，在MOD單元通過RFCOH插入，再由發信單元將控制命令信號傳送到對端站。也就是說，發信輸出功率控制信息通過ATPC送到對端站的ATPC。 在對端，通過DEM單元檢測RFCOH中的命令信號，送到ATPC的中央處理單元(CTU)。CPU系統將此命令信號轉換成并行控制信號。控制信號根據控制信息控制發信輸出功率。
　　在NEC2000S設備的ATPC單元中，IC1（μPD78310A GH）是CMOS 8比特中央處理單元，它使用12MHz作為系統時鐘脈沖。IC3（27C1001D）是1MB CMOS PROM IC系統程序只讀存儲器。IC4（μUP431000A GW）是1MB讀寫存儲器。IC15（μPD72001GC）是一個異步多協議串行控制器。IC57（μPD65863GN－E00-LMU）是一個同步協議串行控制器。
　　微波幀開銷RFCOH經過解調器解調出來，送至ATPC單元的RFCOH接口，它包含對輸出功率的控制信號。RFCOH接口對接收到的數字信號進行編碼，并轉換成8bit的數字信號送至系統總線由CPU進行處理，CPU處理數據產生ATPC控制信號，通過光耦合器（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，從收信單元來的收信輸入電平（RX IN LEV MON）送到CTU進行處理，產生8bit的數字控制信號，通過系統總線送到RFCOH接口轉換成46kb／s數據流（RFCOH），經過調制器送到對端站控制其發信功率。
2 ATPC的動作保護及控制信號
　　由于傳播衰落的變化是隨機的，為減少ATPC對發信功率調節的頻度，人為地設定了ATPC控制的滯后范圍。圖1為有ATPC控制時收、發信電平的變化曲線。當衰落加深時，傳輸損耗增加，收信電平逐漸下降，一直下降到ATPC啟動門限電平（如-50dBm）才控制發信功率增加；當衰落由深變淺時，接收電平逐漸回升，當回到ATPC啟動門限電平（如-55dBm）時它不是立即控制發信功率下降，而是在接收電平回升到標稱電平（如-40dBm）時，發信功率才開始下降。這在一定程度上減少了發信功率調整頻度，保護了發信功率放大器。
　　ATPC的控制信號為一串數字信號，為了使發信機輸出功率能跟隨對端接收電平變化，ATPC控制信號為多比特組成的數字信號，例如用5bit來組成。表1 為NEC2000S SDH微波設備ATPC控制信號與發信機輸出功率之間的關系。
　　目前，國內引進的SDH設備，主要有加拿大北方電訊（NORTEL）、日本富士通及NEC的設備，它們的ATPC控制原理基本相同，主要差別在于收信電平與發信輸出電平的關系曲線不同，不再詳述。