一種gsm-r射頻拉遠(yuǎn)基站設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及GSM-R無線移動(dòng)通信系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是一種GSM-R射頻拉遠(yuǎn)基站設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] BBU(基帶處理單元）+RRU(射頻拉遠(yuǎn)模塊）是一種新型的光纖分布式網(wǎng)絡(luò)覆蓋模 式。一個(gè)BBU可以支持多個(gè)RRU，其連接模式如圖1所示。采用BBU+RRU多通道方案，可以 很好地解決大型場(chǎng)館的室內(nèi)覆蓋。
[0003] 目前在中國(guó)鐵路GSM-R通信系統(tǒng)的BTS還是以宏基站為主。宏基站一般有專用的 機(jī)架，可以提供容量，具有以下的優(yōu)缺點(diǎn)：
[0004] (1)優(yōu)點(diǎn)：
[0005] ①容量大，需要機(jī)房，可靠性較好，維護(hù)方便。
[0006] ②覆蓋能力：比較強(qiáng)，使用的場(chǎng)合較多；饋線長(zhǎng)度大于70m時(shí)，饋線損耗較大，對(duì)覆 蓋有一定的影響。
[0007] (2)缺點(diǎn)：設(shè)備價(jià)格較貴，需要機(jī)房，安裝施工較麻煩，不易搬迀，靈活性差；
[0008] 我們調(diào)查發(fā)現(xiàn)在宏基站工程設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用中，鐵路設(shè)計(jì)院和鐵路維護(hù)單位關(guān)注 宏基站的缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)也給鐵路運(yùn)維和建設(shè)增加大量的成本，并造成施工困難，工期長(zhǎng) 等。
[0009] 然而，結(jié)合宏基站的缺點(diǎn)，射頻拉遠(yuǎn)基站能到了大家的關(guān)注和應(yīng)用，現(xiàn)在公網(wǎng)上已 經(jīng)大量的應(yīng)用射頻拉遠(yuǎn)基站，射頻拉遠(yuǎn)基站有哪些優(yōu)點(diǎn)呢？具體如下：
[0010] ①體積小，安裝方便，不需要專門的機(jī)房，可以將設(shè)備放置在比較遠(yuǎn)的位置，用光 纖把信號(hào)送到發(fā)射點(diǎn)。
[0011] ②由于可以補(bǔ)償拉遠(yuǎn)帶來的傳輸延遲（基站側(cè)芯片集成器用延遲的方法對(duì)傳輸 延遲進(jìn)行補(bǔ)償），與光纖直放站相比沒有了延遲導(dǎo)致的各種問題。
[0012] ③覆蓋能力：饋纜損耗很小，覆蓋能力較強(qiáng)。
[0013] ④容量：占用基站一個(gè)扇區(qū)的容量。
[0014] 但現(xiàn)有的公網(wǎng)應(yīng)用的射頻拉遠(yuǎn)基站設(shè)備不具備關(guān)鍵模塊冗余，且可靠性達(dá)不到鐵 路應(yīng)用的需求，結(jié)合上述的問題，需要開發(fā)出一種GSM-R射頻拉遠(yuǎn)基站設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種GSM-R射頻拉遠(yuǎn)基站設(shè)備，將大容 量宏蜂窩基站集中放置在可獲得的中心機(jī)房中，基帶部分集中處理，采用光纖將基站中的 射頻模塊拉到遠(yuǎn)端射頻單元，分置于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃所確定的站點(diǎn)上，從而節(jié)省了常規(guī)解決方案 所需要的大量機(jī)房；同時(shí)通過采用大容量宏基站支持大量的光纖拉遠(yuǎn)，可實(shí)現(xiàn)容量與覆蓋 之間的轉(zhuǎn)化。
[0016] 本發(fā)明包括通過RS232接口連接的主路和冗余備份從路，主路和冗余備份從路均 包括獨(dú)立的數(shù)字處理單元DPB、功放模塊PA和雙工器，其中數(shù)字處理單元DPB包括數(shù)字處理 電路DSP、下行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC、上變頻UC、下行輸出端口、上行輸入端口、下變頻DC和上 行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ADC，數(shù)字處理電路DSP通過光纖接口按照CPRI協(xié)議與基帶處理單元BBU 連接，數(shù)字處理電路DSP經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC、上變頻UC后通過下行射頻輸出端口與功放 模塊PA相連，功放模塊PA通過雙工器與外部天線相連，形成下行鏈路；外部天線依次通過 雙工器、低噪放模塊LNA與上行輸入端口連接，上行輸入端口依次經(jīng)過下變頻DC、上行數(shù)模 轉(zhuǎn)換模塊ADC后與數(shù)字處理電路DSP連接，形成上行鏈路。
[0017] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)字處理單元DPB中的上行輸入端口和下行輸出端口均具有兩 個(gè)相互獨(dú)立的通道。所述的低噪放模塊LNA包括主低噪放和分集低噪放，主路數(shù)字處理單 元DPB1中上行輸入端口的兩個(gè)獨(dú)立通道分別與低噪放和分集低噪放相連，冗余備份從路 數(shù)字處理單元DPB2中上行輸入端口的兩個(gè)獨(dú)立通道分別與低噪放和分集低噪放相連。
[0018] 本發(fā)明有益效果在于：
[0019] 1、將大容量宏蜂窩基站集中放置在可獲得的中心機(jī)房中，基帶部分集中處理，采 用光纖將基站中的射頻模塊拉到遠(yuǎn)端射頻單元，分置于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃所確定的站點(diǎn)上，從而節(jié) 省了常規(guī)解決方案所需要的大量機(jī)房；同時(shí)通過采用大容量宏基站支持大量的光纖拉遠(yuǎn)， 可實(shí)現(xiàn)容量與覆蓋之間的轉(zhuǎn)化。
[0020] 2、有關(guān)鍵模塊冗余備份：本設(shè)備的所有有源模塊都采用冗余備份，如數(shù)字處理模 塊，功放模塊，低噪放模塊等。
[0021] 3、具有分集接收功能：本設(shè)備具有獨(dú)立的分集接收端口，設(shè)備內(nèi)部提供獨(dú)立的分 集通道，不僅對(duì)接收通道具有冗余備份功能，還能提高3_5dB接收靈敏度。
[0022] 4、本設(shè)備與BBU通信時(shí)，滿足各種鐵路應(yīng)用的分布式光纖組網(wǎng)，如星型、環(huán)型、菊 花鏈型、交織型等。
[0023] 5、具有光旁路功能：當(dāng)使用菊花鏈型、環(huán)型組網(wǎng)時(shí)，具有設(shè)備故障后，光路自動(dòng)短 路功能，即當(dāng)某臺(tái)設(shè)備停電或數(shù)字處理單元故障（如CPU死機(jī)、FPGA死機(jī)等）時(shí)，可以自 動(dòng)將設(shè)備的輸入光纖和輸出光纖自動(dòng)短路，保證后續(xù)設(shè)備能正常工作，大大提高了系統(tǒng)組 網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0024] 圖1為基帶處理單元和射頻拉遠(yuǎn)模塊連接模式示意圖。
[0025] 圖2為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 圖3為本發(fā)明中主路和冗余備份從路連接方式電路示意圖。
[0027] 圖4為本發(fā)明外部接口示意圖。
[0028] 圖5為每個(gè)被測(cè)時(shí)隙的輸出功率相對(duì)于時(shí)間變化示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0030] 圖2為本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖，包括通過RS232接口連接的主路和冗余備份從路 (如圖3所示），主路和冗余備份從路均包括獨(dú)立的數(shù)字處理單元DPB、功放模塊PA和雙工 器，其中數(shù)字處理單元DPB包括數(shù)字處理電路DSP、下行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC、上變頻UC、下行 輸出端口、上行輸入端口、下變頻DC和上行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ADC，數(shù)字處理電路DSP通過光纖 接口按照CPRI協(xié)議與基帶處理單元BBU連接，數(shù)字處理電路DSP經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊DAC、上 變頻UC后通過下行射頻輸出端口與功放模塊PA相連，功放模塊PA通過雙工器與外部天線 相連，形成下行鏈路；外部天線依次通過雙工器、低噪放模塊LNA與上行輸入端口連接，上 行輸入端口依次經(jīng)過下變頻DC、上行數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊ADC后與數(shù)字處理電路DSP連接，形成上 行鏈路。
[0031] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述數(shù)字處理單元DPB中的上行輸入端口和下行輸出端口均具有兩 個(gè)相互獨(dú)立的通道。所述的低噪放模塊LNA包括主低噪放和分集低噪放，主路數(shù)字處理單 元DPB1中上行輸入端口的兩個(gè)獨(dú)立通道分別與低噪放和分集低噪放相連，冗余備份從路 數(shù)字處理單元DPB2中上行輸入端口的兩個(gè)獨(dú)立通道分別與低噪放和分集低噪放相連。
[0032] 本發(fā)明工作原理如下：
[0033] 下行鏈路：RRU通過光纖接收到BBU傳送過來的基帶數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)采用CPRI協(xié)議， 有數(shù)字處理單元DPB的數(shù)字處理電路DSP對(duì)基站信令分析、編碼、調(diào)制等處理后，再經(jīng)過數(shù) 模轉(zhuǎn)換DAC，上變頻UC等處理輸出。具有兩個(gè)相互獨(dú)立的輸出通道，可達(dá)到互為備份或同時(shí) 工作。數(shù)字處理單元輸出信號(hào)經(jīng)過功放PA功率放大后，送至雙工器再饋送至天線；
[0034] 上行鏈路：上行鏈路分為主路接收電路和分集接收電路，下面以主路接收為例： 天線接收到上行信號(hào)后，經(jīng)過雙工器送至低噪放模塊，有低噪放模塊進(jìn)行低噪放大后，分別 送至數(shù)字處理單元DPB的主路接收端口，DPB進(jìn)行下變頻DC和模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC后進(jìn)入數(shù)字處 理電路DSP，由DSP進(jìn)行解調(diào)、解碼和信令分析等，再按照CPRI協(xié)議進(jìn)行傳送至BBU。分集 接收通道工作原理類似。
[0035] 兩個(gè)DPB模塊的MCU間采用RS232雙工通信方式相互交互各自的數(shù)據(jù)。
[0036] 本發(fā)明外部接口如圖4所示，包括如下接口：
[0037] ②箱接地端子：GND設(shè)備接大地接口；
[0038] ②電源接口： AC220V設(shè)備輸入電源接口；
[0039] ③置告警端子：Position設(shè)備搬移后產(chǎn)生告警；
[0040] ④纖接口：Linkl~Link4 4個(gè)FC光纖接口；
[0041] ⑤路天線接口 ：ΑΝΤΙ設(shè)備主路天線接口；
[0042] ⑥集天線接口 ：ΑΝΤ2設(shè)備分集天線接口；
[0043] ⑦傳接口： LAN 100Μ/1000Mbps 透?jìng)鹘涌冢?br>[0044] ⑧地調(diào)試接口 ： Test設(shè)備調(diào)試與測(cè)試接口；
[0045] ⑨備狀態(tài)指示燈：RUN設(shè)備工作狀態(tài)指示燈，周期性的閃爍表示設(shè)備工作正常，否 則設(shè)備處于異常狀態(tài)。
[0046] 本發(fā)明的一些具體參數(shù)如下：
[0047] 1、本發(fā)明環(huán)境條件、外型尺寸和重量如下：
[0048] 1. 1環(huán)境條件
[0049] 工作溫度：-35Γ ~+55Γ ;
[0050] 存儲(chǔ)溫度：-40 Γ ~+70 Γ ;
[0051] 相對(duì)濕度：彡95%;
[0052] 1. 2外型尺寸
[0053] 長(zhǎng)度553毫米（21. 77英寸）；
[0054] 寬度450毫米（17. 7英寸）；
[0055] 高度256毫米（10. 08英寸）。
[0056] 1. 3 重量
[0057] 完全配置32千克（70. 55鎊）。
[0058] 本發(fā)明功能性要求如下：
[0059] 支持全向小區(qū)和扇形小區(qū)以及多層網(wǎng)等多種重疊覆蓋技術(shù)。
[0060] 支持同步切換、非同步切換、偽同步切換和預(yù)同步切換，同一基站站址內(nèi)的屬于不 同小區(qū)的TRX之間若沒有TDMA幀同步時(shí)，BSS也能正常工作。
[0061] 支持地面信道（MSC-BSS、BSC-BBU-RRU間）、業(yè)務(wù)新到和控制新到管理以及無線信 道分配等。
[0062] 指短消息業(yè)務(wù)，包括點(diǎn)對(duì)底單短消息和小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)。
[0063] 支持非連續(xù)接收和發(fā)送。
[0064] 支持GSM-R規(guī)定的相關(guān)的安全功能，包括用戶數(shù)據(jù)保密（物理連接）、無連接用戶 數(shù)據(jù)保密、信令信息單元保密。
[0065] 支持切換。
[0066] 支持基站和MS的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)射頻功率控制，GSM9000a和RRU基于每個(gè)業(yè)務(wù)信道 時(shí)隙進(jìn)行功率控制。
[0067] 支持頻率復(fù)用。
[0068] 支持基站分配表的管理。
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