一种GSM-R射频拉远基站设备制造技术

本发明专利技术提供了一种GSM-R射频拉远基站设备，包括通过RS232接口连接的主路和冗余备份从路，主路和冗余备份从路均包括独立的数字处理单元DPB、功放模块PA和双工器。本发明专利技术将大容量宏蜂窝基站集中放置在可获得的中心机房中，基带部分集中处理，采用光纤将基站中的射频模块拉到远端射频单元，分置于网络规划所确定的站点上，从而节省了常规解决方案所需要的大量机房；同时通过采用大容量宏基站支持大量的光纤拉远，可实现容量与覆盖之间的转化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及GSM-R无线移动通信系统领域，具体是一种GSM-R射频拉远基站设备。
技术介绍
BBU(基带处理单元）+RRU(射频拉远模块）是一种新型的光纤分布式网络覆盖模 式。一个BBU可以支持多个RRU，其连接模式如图1所示。采用BBU+RRU多通道方案，可以 很好地解决大型场馆的室内覆盖。 目前在中国铁路GSM-R通信系统的BTS还是以宏基站为主。宏基站一般有专用的 机架，可以提供容量，具有以下的优缺点： (1)优点： ①容量大，需要机房，可靠性较好，维护方便。 ②覆盖能力：比较强，使用的场合较多；馈线长度大于70m时，馈线损耗较大，对覆 盖有一定的影响。 (2)缺点：设备价格较贵，需要机房，安装施工较麻烦，不易搬迀，灵活性差； 我们调查发现在宏基站工程设计和实际应用中，铁路设计院和铁路维护单位关注 宏基站的缺点，这些缺点也给铁路运维和建设增加大量的成本，并造成施工困难，工期长 等。 然而，结合宏基站的缺点，射频拉远基站能到了大家的关注和应用，现在公网上已 经大量的应用射频拉远基站，射频拉远基站有哪些优点呢？具体如下： ①体积小，安装方便，不需要专门的机房，可以将设备放置在比较远的位置，用光 纤把信号送到发射点。 ②由于可以补偿拉远带来的传输延迟（基站侧芯片集成器用延迟的方法对传输 延迟进行补偿），与光纤直放站相比没有了延迟导致的各种问题。 ③覆盖能力：馈缆损耗很小，覆盖能力较强。 ④容量：占用基站一个扇区的容量。 但现有的公网应用的射频拉远基站设备不具备关键模块冗余，且可靠性达不到铁 路应用的需求，结合上述的问题，需要开发出一种GSM-R射频拉远基站设备。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术的问题，提供了一种GSM-R射频拉远基站设备，将大容 量宏蜂窝基站集中放置在可获得的中心机房中，基带部分集中处理，采用光纤将基站中的 射频模块拉到远端射频单元，分置于网络规划所确定的站点上，从而节省了常规解决方案 所需要的大量机房；同时通过采用大容量宏基站支持大量的光纤拉远，可实现容量与覆盖 之间的转化。 本专利技术包括通过RS232接口连接的主路和冗余备份从路，主路和冗余备份从路均 包括独立的数字处理单元DPB、功放模块PA和双工器，其中数字处理单元DPB包括数字处理 电路DSP、下行数模转换模块DAC、上变频UC、下行输出端口、上行输入端口、下变频DC和上 行数模转换模块ADC，数字处理电路DSP通过光纤接口按照CPRI协议与基带处理单元BBU 连接，数字处理电路DSP经过数模转换模块DAC、上变频UC后通过下行射频输出端口与功放 模块PA相连，功放模块PA通过双工器与外部天线相连，形成下行链路；外部天线依次通过 双工器、低噪放模块LNA与上行输入端口连接，上行输入端口依次经过下变频DC、上行数模 转换模块ADC后与数字处理电路DSP连接，形成上行链路。 进一步改进，所述数字处理单元DPB中的上行输入端口和下行输出端口均具有两 个相互独立的通道。所述的低噪放模块LNA包括主低噪放和分集低噪放，主路数字处理单 元DPB1中上行输入端口的两个独立通道分别与低噪放和分集低噪放相连，冗余备份从路 数字处理单元DPB2中上行输入端口的两个独立通道分别与低噪放和分集低噪放相连。 本专利技术有益效果在于： 1、将大容量宏蜂窝基站集中放置在可获得的中心机房中，基带部分集中处理，采 用光纤将基站中的射频模块拉到远端射频单元，分置于网络规划所确定的站点上，从而节 省了常规解决方案所需要的大量机房；同时通过采用大容量宏基站支持大量的光纤拉远， 可实现容量与覆盖之间的转化。 2、有关键模块冗余备份：本设备的所有有源模块都采用冗余备份，如数字处理模 块，功放模块，低噪放模块等。 3、具有分集接收功能：本设备具有独立的分集接收端口，设备内部提供独立的分 集通道，不仅对接收通道具有冗余备份功能，还能提高3_5dB接收灵敏度。 4、本设备与BBU通信时，满足各种铁路应用的分布式光纤组网，如星型、环型、菊 花链型、交织型等。 5、具有光旁路功能：当使用菊花链型、环型组网时，具有设备故障后，光路自动短 路功能，即当某台设备停电或数字处理单元故障（如CPU死机、FPGA死机等）时，可以自 动将设备的输入光纤和输出光纤自动短路，保证后续设备能正常工作，大大提高了系统组 网的可靠性和稳定性。【附图说明】 图1为基带处理单元和射频拉远模块连接模式示意图。 图2为本专利技术电路结构示意图。 图3为本专利技术中主路和冗余备份从路连接方式电路示意图。 图4为本专利技术外部接口示意图。 图5为每个被测时隙的输出功率相对于时间变化示意图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术作进一步说明。 图2为本专利技术电路结构示意图，包括通过RS232接口连接的主路和冗余备份从路 (如图3所示），主路和冗余备份从路均包括独立的数字处理单元DPB、功放模块PA和双工 器，其中数字处理单元DPB包括数字处理电路DSP、下行数模转换模块DAC、上变频UC、下行 输出端口、上行输入端口、下变频DC和上行数模转换模块ADC，数字处理电路DSP通过光纤 接口按照CPRI协议与基带处理单元BBU连接，数字处理电路DSP经过数模转换模块DAC、上 变频UC后通过下行射频输出端口与功放模块PA相连，功放模块PA通过双工器与外部天线 相连，形成下行链路；外部天线依次通过双工器、低噪放模块LNA与上行输入端口连接，上 行输入端口依次经过下变频DC、上行数模转换模块ADC后与数字处理电路DSP连接，形成上 行链路。 进一步改进，所述数字处理单元DPB中的上行输入端口和下行输出端口均具有两 个相互独立的通道。所述的低噪放模块LNA包括主低噪放和分集低噪放，主路数字处理单 元DPB1中上行输入端口的两个独立通道分别与低噪放和分集低噪放相连，冗余备份从路 数字处理单元DPB2中上行输入端口的两个独立通道分别与低噪放和分集低噪放相连。 本专利技术工作原理如下： 下行链路：RRU通过光纤接收到BBU传送过来的基带数据，此数据采用CPRI协议， 有数字处理单元DPB的数字处理电路DSP对基站信令分析、编码、调制等处理后，再经过数 模转换DAC，上变频UC等处理输出。具有两个相互独立的输出通道，可达到互为备份或同时 工作。数字处理单元输出信号经过功放PA功率放大后，送至双工器再馈送至天线； 上行链路：上行链路分为主路接收电路和分集接收电路，下面以主路接收为例： 天线接收到上行信号后，经过双工器送至低噪放模块，有低噪放模块进行低噪放大后，分别 送至数字处理单元DPB的主路接收端口，DPB进行下变频DC和模数转换ADC后进入数字处 理电路DSP，由DSP进行解调、解码和信令分析等，再按照CPRI协议进行传送至BBU。分集 接收通道工作原理类似。 两个DPB模块的MCU间采用RS232双工通信方式相互交互各自的数据。 本专利技术外部接口如图4所示，包括如下接口： ②箱接地端子：GND设备接大地接口； ②电源接口： AC220V设备输入电源接口； ③置告警端子：Position设备搬移后产生告警； ④纤接口：Linkl~Link4 4个FC光纤接口； ⑤路天线接口 ：ΑΝΤΙ设备主路天线接口； ⑥集天线接口 ：ΑΝ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种GSM‑R射频拉远基站设备，其特征在于：包括通过RS232接口连接的主路和冗余备份从路，主路和冗余备份从路均包括独立的数字处理单元DPB、功放模块PA和双工器，其中数字处理单元DPB包括数字处理电路DSP、下行数模转换模块DAC、上变频UC、下行输出端口、上行输入端口、下变频DC和上行数模转换模块ADC，数字处理电路DSP通过光纤接口按照CPRI协议与基带处理单元BBU连接，数字处理电路DSP经过数模转换模块DAC、上变频UC后通过下行射频输出端口与功放模块PA相连，功放模块PA通过双工器与外部天线相连，形成下行链路；外部天线依次通过双工器、低噪放模块LNA与上行输入端口连接，上行输入端口依次经过下变频DC、上行数模转换模块ADC后与数字处理电路DSP连接，形成上行链路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：倪小龙，吉荣新，
申请(专利权)人：南京泰通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32