郝如泉 安徽省长途电信传输局
【摘 要】 发信功率的自适应控制（Automatic transmitPower control）即为微波发信机的输出功率在ATPC的控制范围内，自动跟踪接收端接收电平的变化。它是确保SDH数字微波通信高质量、高可靠性传输的措施之一。本文对该技术在微波传送设备运用中的特点、控制原理和主要技术性能进行论述。
【关键词】 ATPC SDH 微波 应用
一、 前言
ATPC（Automatic transmitPowercontrol）即发信功率的自适应控制技术在SDH数字微波通信中得到广泛应用，目前我省境内的沪-汉SDH微波、合-六-阜SDH微波、合-芜-安ADH微波均采用此项技术，它是对抗传播衰落的主要措施之一。
SDH微波采用多状态调制技术，对传输信道，特别是高功率放大器的线性提出了严格的要求。例如，对采用64QAM的系统而言，要求传输通道的三阶交调失真产物要比主信号低45dB左右。若采用128QAM或256QAM调制技术，则要求更严。为了满足系统总传输性能的要求，除了对微波传输放大器采取回退措施外，还要采取一些非线性的补偿技术，如加中频或射频预失真器或采用前馈等技术来改善发信机的线性。ITU-T第751号建议规定，SDH微波系统还要采用自动发信功率控制（ATPC）技术。该技术的要点是微波发信机的输出功率在ATPC的控制范围内自动跟踪接收端接收电平的变化而变化。在正常的传播条件下，发信机输出功率固定在某个比较低的电平上，例如比正常电平低10～15dB左右。当发生传播衰落时，接收机检测到传播衰落并达到ATPC所规定的最低接收电平时，立即通过微波段开销（RFSOH）字节控制对方发信机提高发信功率，直到发信机功率达到额定功率后，若对方接收电平仍继续下降，则发信机输出功率则维持在额定输出功率上不再变化。通常严重的传播衰落发生的时间率是很短的，一般不足1％，所以采用ATPC装置后，发信机在99％以上的时间内均以比额定输出功率低10～15dB的状态工作。
ATPC主要优点是：
（1）降低了对相邻系统的干扰；
（2）减小了上衰落对系统的影响；
（3）降低了电源消耗，使射频放大器的功耗相当于正常电平时的50％；
（4）改善了系统的残余比特差错性能。
二、 二电平ATPC的控制原理
所谓二电平的ATPC控制，是指发信机的发信功率在ATPC控制下有两个发信功率电平，即正常发信功率电平PTnor（又称最小发信功率电平）和最大发信功率电平PTmax 。PTnor是在收信机Rx正常接收信号电平PRnor期间的发信功率电平，PTmax是收信机接收信号电平等于或低于ATPC控制门限PRTH期间的发信功率电平。图1是ATPC控制下发信功率电平和收信功率电平之间的关系图。
由图1可知，当收信电平因衰落下降到ATPC控制门限电平PRTH之前，发信机以正常发信功率电平PTnor发射；当衰落使PR＝PRTH时，ATPC在控制指令下接通，使发信机以最大发信功率电平PTmax发射；当发信机在最大发信功率电平工作期间，只要收信机的收信电平PR≤PRTH，发信功率电平PT固定在PTmax上，收信功率电平PR随衰落而下降 ，此时ATPC不起作用。当收信电平PR下降到收信误码率为10－3时，用PRTH3表示此时收信功率电平，并把此时的衰落深度称之为平衰落容限。而发信功率仍维持在PTmax上。
三、 ATPC的控制模式
1． ATPC对一个射频波道发信功率的控制模式
图2是它的功能框图，控制过程如下： 2 ATPC对一个射频波道Tx发信功率控制
（1）当收信端Rx收信电平比予置的ATPC门限电平PRTH低时，微处理器MPU把ATPC的启动指令送给反向传输通道的调制器MOD，与此同时解调器DEM也向MOD送出一个ATPC的启动指令，此启动指令是指解调器检测出一个比特误码时信号检测电平。
（2）在调制器MOD根据启动指令产生4bit的ATPC的控制数据，逻辑功能如下表。同时调制器对反向传输的信码和4bit串行ATPC控制数据执行"或"（"OR"）操作，这样就把ATPC控制数据插入到反向传输的数据流中。
（3）在发信端的反向传输解调器，要从反向传输的数据流中把ATPC控制数据提取出来，并把它送给微处理器MPU。
（4）微处理器MPU根据4bit的控制数据码解成ATPC的控制指令，并送给发信机Tx。
被控发信机Tx发信功率的控制速率常用三个时间指标去衡量。如图3所示，图中t1是受控制时间，t2是受控时间，t3是恢复时间。通常t1和t3为100ms，t2可从1min，4min和20min中自选。
2．全部射频通道发信功率的控制模式
当一个波道被检测时，收信电平下降到PRTH以下对全部无线通道实施控制的功能如图4所示。
假定正向传输的主通道Ⅰ接收的收信电平下降到PRTH门限电平以下，ATPC的启动指令通过主通道Ⅰ的反向传输通道把ATPC控制数据送到发信端主通道的MPU。MPU一方面把ATPC变换成启动指令去控制主通道Ⅰ的正向传输发信机Tx的发信功率，另一方面MPU通过无线通信控制总线把ATPC控制数据传送到无线公务通道接口（RSCINTF）。再通过无线控制总线把ATPC控制数据从RSCINTF传送到通道Ⅱ和其它主通道的正向传输MPU，并把ATPC控制数据变换成启动指令去控制各发信机的输出功率电平。
四、 ATPC的控制程序和时间及主要技术性能
1．ATPC的控制程序
ATPC的控制程序已经叙述过，现用图5作总结。图中实线箭头表示对发生衰落射频通道的ATPC控制，虚线箭头表示对其它射频通道的ATPC控制。T表示对发生衰落射频通道的ATPC控制时间，T'表示对其它射频通道的控制时间。T≤100ms，T＇≤130m s。
2．ATPC控制时间
ATPC控制时间是一个很重要的指标，但实际从ATPC启动到ATPC执行要经过很多环节，每个环节均需花费时间，人们希望ATPC控制时间越短越好。由图5可见，从收信机检测出下衰落发生或解调器检测出一个比特差错开始算ATPC控制时间，自身通道控制时间为AT，全部通道控制时间为T'。
3．ATPC的主要技术性能
（1）Tx输出功率范围：标准型输出功率范围
（＋19～＋29）dBm
高功率型输出功率范围
（＋22～＋32）dBm
（2）Tx输出功率控制速率
控制时间t1：100ms
受控时间：t2：1min、4min、20min（自选）
恢复时间：t3：100ms
（3）ATPC调整范围：（10±1）dB
（4）自身通道ATPC控制时间（T）。T定义为从告警检测到自身通道功率控制开始，T≤100ms
（5）其它通道ATPC控制时间（T'）。T'定义为告警检测至其它通道功率控制开始，T'≤130ms
（6）功率损耗节省比（PTnor／PTmax）＜80％。
为了实现这一性能，ATPC采取动作保护，由于传播衰落的变化是随机的，为了减少ATPC对发信功率调节的频度，人为地设定了ATPC的磁带范围，在规定的磁带范围内，发信功率将维持在原功率电平上。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，满足该项指标要求。
（7）ATPC启动指令
①下衰落检测（从三个电平中选）（－40、－50、－60）dBm；
②纠错前1bit误码检测。
五、结束语
综上所述，由于发信机在ATPC控制下使大部分正常传输条件下用最小的功率发射，从而能有效地降低同路波道之间以及对并路波道的干扰，同时也减小了对同频卫星通信系统干扰。本文对ATPC技术进行一些探讨，在实际的维护工作中需继续研究，进一步完善该技术的性能，确保通信可靠传输。
