衡阳市微波通信局 刘溆军

　　目前，电信技术迅猛发展， SDH（Synchronous Digital Hierarchy）同步数字体系迅速取代了准同步数字体系PDH。原邮电部决定“九五”期间只建SDH电信传送网，目前，京—汉—广SDH微波电路正在安装调试中，即将开通。ATPC（Adaptive Transmit Power Control）自动发信功率控制是SDH微波传送中特有的一项新技术。由于微波的传播媒体不是理想的真空，是以大气为媒体的，而且受地形、地貌、气候和其他无线电波（如雷达）的影响，恶劣的传送条件使接收端的信号不稳定且时有大的衰减，严重时甚至造成信号中断，ATPC则能有效地克服微波传送中电波衰落的影响，降低对相邻系统的干扰和电源消耗，使射频放大器的功耗相当于正常电平时的50％，改善系统的残余比特差错性能。
1 ATPC的原理及结构
　　自动发信功率控制（ATPC）是指微波发信机的输出功率自动地随着接收端接收电平的变化而变化。在传播正常的情况下，如A、B两站中的A站发信机受本端ATPC单元的控制发送低电平信号（本例为21dBm），B站接收端为正常接收电平（－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（如-55dBm时）或B站解调器发生帧告警时，B站ATPC单元将产生5bit ATPC控制信号，此信号送至调制器，通过微波帧开销（RFCOH）反相传送至A站，经解调器分出并送至ATPC单元，再经A站ATPC单元处理后，产生相应控制电压，使发信机输出功率增加。在ATPC控制范围内，可维持接收电平不变。一般来说，严重的传播衰落发生的时间是很短的，不足1％，所以采用ATPC装置后，发信机在99％以上的时间内均处在比额定输出功率低10～15dB的工作状态。
　　ATPC的控制原理是：接收端的接收单元检测收信电平并将结果数据送至ATPC单元，通过接收门限电平的迟滞特性辨别此数据决定是否需要控制发信输出功率。ATPC发出发信输出功率控制命令信号后，在MOD单元通过RFCOH插入，再由发信单元将控制命令信号传送到对端站。也就是说，发信输出功率控制信息通过ATPC送到对端站的ATPC。 在对端，通过DEM单元检测RFCOH中的命令信号，送到ATPC的中央处理单元(CTU)。CPU系统将此命令信号转换成并行控制信号。控制信号根据控制信息控制发信输出功率。
　　在NEC2000S设备的ATPC单元中，IC1（μPD78310A GH）是CMOS 8比特中央处理单元，它使用12MHz作为系统时钟脉冲。IC3（27C1001D）是1MB CMOS PROM IC系统程序只读存储器。IC4（μUP431000A GW）是1MB读写存储器。IC15（μPD72001GC）是一个异步多协议串行控制器。IC57（μPD65863GN－E00-LMU）是一个同步协议串行控制器。
　　微波帧开销RFCOH经过解调器解调出来，送至ATPC单元的RFCOH接口，它包含对输出功率的控制信号。RFCOH接口对接收到的数字信号进行编码，并转换成8bit的数字信号送至系统总线由CPU进行处理，CPU处理数据产生ATPC控制信号，通过光耦合器（PHOTOCOUPLER）送到接口板单元，最后送到功放模块以1dB／步控制输出功率。反之，从收信单元来的收信输入电平（RX IN LEV MON）送到CTU进行处理，产生8bit的数字控制信号，通过系统总线送到RFCOH接口转换成46kb／s数据流（RFCOH），经过调制器送到对端站控制其发信功率。
2 ATPC的动作保护及控制信号
　　由于传播衰落的变化是随机的，为减少ATPC对发信功率调节的频度，人为地设定了ATPC控制的滞后范围。图1为有ATPC控制时收、发信电平的变化曲线。当衰落加深时，传输损耗增加，收信电平逐渐下降，一直下降到ATPC启动门限电平（如-50dBm）才控制发信功率增加；当衰落由深变浅时，接收电平逐渐回升，当回到ATPC启动门限电平（如-55dBm）时它不是立即控制发信功率下降，而是在接收电平回升到标称电平（如-40dBm）时，发信功率才开始下降。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。
　　ATPC的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控制信号为多比特组成的数字信号，例如用5bit来组成。表1 为NEC2000S SDH微波设备ATPC控制信号与发信机输出功率之间的关系。
　　目前，国内引进的SDH设备，主要有加拿大北方电讯（NORTEL）、日本富士通及NEC的设备，它们的ATPC控制原理基本相同，主要差别在于收信电平与发信输出电平的关系曲线不同，不再详述。