一種gsm-r鐵路專用分布式基站的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及GSM-R無(wú)線移動(dòng)通信系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是一種GSM-R鐵路專用分布 式基站。
【背景技術(shù)】
[0002] 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)：
[0003] (1)優(yōu)點(diǎn)：
[0004] ①容量大，需要機(jī)房，可靠性較好，維護(hù)方便。
[0005] 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。
[0006] (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；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。
[0007] 然而，結(jié)合宏基站的缺點(diǎn)，分布式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)用分布式基站，分布式基站的優(yōu)點(diǎn)具體如下：
[0008] 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)。
[0009] ②由于可以補(bǔ)償拉遠(yuǎn)帶來(lái)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(wèn)題。
[0010] ③覆蓋能力：饋纜損耗很小，覆蓋能力較強(qiáng)。
[0011] ④容量：占用基站一個(gè)扇區(qū)的容量。
[0012] 但現(xiàn)有的公網(wǎng)應(yīng)用的分布式基站設(shè)備信號(hào)拉遠(yuǎn)后容易失真，單網(wǎng)交織組網(wǎng)不能滿 足CTCS3列控通信要求，并且不能滿足鐵路高可靠性的要求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0013] 本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提供了一種GSM-R鐵路專用分布式基站， 對(duì)基站基帶射頻進(jìn)行數(shù)字化，保證信號(hào)無(wú)失真拉遠(yuǎn)，并且支持多種組網(wǎng)方式，具有高可靠 性。
[0014] 本實(shí)用新型包括接口單元RIC0,接口單元RIC0分別連接有無(wú)線模塊RM2、基站光 分布單元TDMU和接口控制告警模塊RICAM2,基站光分布單元TDMU與若干遠(yuǎn)端光分布式基 站RRU連接。所述的接口單元RIC0連接有射頻模塊DDMH2e，射頻模塊DDMH2e具有兩個(gè)天線 接口，分別接施主天線和分集天線；所述的基站光分布單元TDMU連接有雙工器模塊DDMH2， 雙工器模塊DDMH2為耦合有雙向混合合路器的雙工器；所述的接口控制告警模塊RICAM通 過(guò)Abis接頭與近端基站控制器BSC通信，接口控制告警模塊RICAM通過(guò)I2C總線分別與無(wú) 線模塊RM2、基站光分布單元TDMU和雙工器模塊DDMH2進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。接口控制告警模塊 RICAM連接有制冷單元SICS-S和鐵路基站網(wǎng)管服務(wù)器OMC-R RICAM2是冗余接口控制告警 模塊，通過(guò)2個(gè)Abis接頭與BSC (基站控制器）通信，且處理基站各種信令信息，將接收的 BSC信令信息送至RM2模塊通信或?qū)⒔邮盏腞M2信令信息傳至BSC。RICAM2模塊還與SICS-S 和DDM，RICO, TDMU采用I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，并綜合管理基站內(nèi)部所有模塊的告警機(jī)制 和狀態(tài)，具有將各個(gè)模塊的告警與狀態(tài)自動(dòng)上報(bào)至〇MC-R(鐵路基站網(wǎng)管服務(wù)器）。
[0015] 制冷單元SICS-S保證基站設(shè)備一直處于良好的工作環(huán)境。一旦基站無(wú)法進(jìn)風(fēng)，風(fēng) 壓傳感器將檢測(cè)過(guò)壓后，制冷單元SICS-S的控制板將自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)扇工作，避免風(fēng)機(jī)燒壞。S 制冷單元SICS-S -旦檢測(cè)告警通過(guò)I2C總線上報(bào)RICAM2模塊，由RICAM2模塊管理后上報(bào) 至0MC-R(鐵路基站網(wǎng)管服務(wù)器）。
[0016] RM2模塊是完整的GSM/收發(fā)信機(jī)/接收機(jī)，負(fù)責(zé)與GSM TDMA相關(guān)的所有處理，可 以支持3TDMA(或GSM)。邏輯上等效于3TRX。能在1個(gè)扇區(qū)（每個(gè)扇區(qū)3個(gè)載波、"03模 式"）和3個(gè)扇區(qū)（每個(gè)扇區(qū)1個(gè)載波、"S111模式"）中運(yùn)行。本基站設(shè)備支持3個(gè)RM2同 時(shí)工作。
[0017] RM2模塊包括通過(guò)數(shù)字控制板LRM和電源裝置PSU連接的RFRX板、RFTS板和RFPA 板，其中：
[0018] PSU :電源裝置，提供24/48V主電源、備用電源（27V，3. 3V，5. 7V)和RM2模塊的其 它構(gòu)件。
[0019] RFRX板（RM RX) :3個(gè)雙窄帶接收機(jī)鏈路（主要和分集）。
[0020] RFTX板（RM TX) :3個(gè)低級(jí)傳輸驅(qū)動(dòng)。
[0021] RFPA板（RM PA) :3條功率放大器線路。
[0022] LRM :數(shù)字控制板。
[0023] 每個(gè)RM2與RICAM2模塊由I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0024] 基站光分布單元（TDMU):
[0025] TDMU是GSM9000a基站中的一個(gè)單元，用于對(duì)基站射頻信號(hào)進(jìn)行時(shí)延處理，同時(shí)將 射頻進(jìn)行數(shù)字化后，通過(guò)光纖傳輸?shù)椒植际嚼h(yuǎn)單元RRU進(jìn)行射頻覆蓋。
[0026] 每個(gè)TDMU有4個(gè)光接口，同時(shí)具有1個(gè)100Mbps的透?jìng)魍ǖ?，將?yīng)急通信、視頻圖 像傳至相應(yīng)的服務(wù)器上。TDMU模塊具有4個(gè)射頻下行接口和4個(gè)上行接口，可以分別接入 DDMH2e模塊，能使基站再擴(kuò)展更多的信號(hào)輸出，提高系統(tǒng)的可靠性要求。
[0027] DDMH2 ：
[0028] 為了提高DDM的傳輸容量，建議將集成雙向混合合路器（H2耦合）作為DDM的一 個(gè)選件。這些合路器可以旁通。除了前面板開關(guān)以外，還允許向系統(tǒng)通告實(shí)際的DDMH2配 置（雙向混合旁通或其它）。
[0029] 該設(shè)備提供了上述雙工器的所有功能，通過(guò)雙通道混合合路器，組合來(lái)自兩個(gè)功 率放大器的信號(hào)。這種合路器導(dǎo)致的一般總插入損耗約為5dB (包括PA和混合合路器之間， 以及混合合路器與天線接口之間的線纜損耗）。因此，對(duì)于每扇區(qū)超過(guò)2個(gè)TRX的配置，它 限制了天線數(shù)量。
[0030] 射頻模塊DDMH2e包括ΑΝΤΙ和ANT2兩個(gè)天線接口，ΤΧ0和TX1兩個(gè)發(fā)射通道接口， RX0和RX1兩個(gè)主路接收通道輸出接口以及RX2獨(dú)立分集接收接口，其中ΑΝΤΙ接口接施主 天線和ΑΝΤ2接口接分集天線；ΤΧ0接口和ΤΧ1接口將數(shù)字處理模塊輸出的射頻小信號(hào)，送 至功放模塊進(jìn)行功率放大后進(jìn)入雙工器模塊，從ANTI接口輸出；ANTI接口接收的信號(hào)由主 路低噪放進(jìn)行低噪放大后通過(guò)RXO接口和RX1接口輸出；ANT2接口接收的信號(hào)通過(guò)濾波器 后，由分集低噪放模塊進(jìn)行放大，通過(guò)RX2接口輸出。
[0031] 本實(shí)用新型有益效果在于：
[0032] 1、對(duì)基站基帶射頻進(jìn)行數(shù)字化，保證信號(hào)無(wú)失真拉遠(yuǎn)，采用3. 75Gbps數(shù)字光模塊 和標(biāo)準(zhǔn)CPRI協(xié)議，至少能夠傳輸32路GSM-R載波信號(hào)，保證RRU9000性能指標(biāo)與基站一致。
[0033] 2、設(shè)備支持自動(dòng)時(shí)延調(diào)整，實(shí)時(shí)測(cè)量各RRU9000與GSM9000a之間的時(shí)延，支持手 動(dòng)或自動(dòng)的方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，應(yīng)將任意兩臺(tái)RRU9000之間的時(shí)延調(diào)成一致，有效防止各遠(yuǎn)端 覆蓋的同頻干擾，并且具備大于150us的時(shí)延調(diào)節(jié)范圍，精度±lus。
[0034] 3、本實(shí)用新型提供的GSM-R鐵路專用分布式基站與遠(yuǎn)端光分布式基站RRU之間支 持星型、鏈型、環(huán)型、混合型等組網(wǎng)方式。
[0035] 4、本實(shí)用新型提供的GSM-R鐵路專用分布式基站與遠(yuǎn)端光分布式基站RRU之間采 用標(biāo)準(zhǔn)的CPRI協(xié)議，支持光纖傳輸距離不小于20km，每個(gè)光口可以級(jí)聯(lián)不少于8臺(tái)遠(yuǎn)端光 分布式基站RRU。
[0036] 5、具有上行接收分集功能，并采用宏基站專門算法，提高接收機(jī)的分集增益，在使 用空間分集天線時(shí)，大多數(shù)情況下都至少能提供3~5dB的分集增益，大大改善基站了基站 接收靈敏度。
[0037] 6、設(shè)備在執(zhí)行靜態(tài)功率控制的同時(shí)，還能使用15級(jí)動(dòng)態(tài)功率控制，控制步長(zhǎng) 2dB±ldB。
[0038] 7、具有相鄰小區(qū)信號(hào)的冗余覆蓋，采用主、從交織覆蓋技術(shù)。
[0039] 8、具有天饋檢測(cè)功能。
[0040] 9、GSM-R鐵路專用分布式基站與遠(yuǎn)端光分布式基站RRU之間可以共用相同小區(qū)， 用戶在此范圍內(nèi)移動(dòng)，不發(fā)生小區(qū)間切換。該應(yīng)用極大的拓寬了單小區(qū)的覆蓋范圍，減少了 覆蓋區(qū)域的切換次數(shù)。同以往的利用直放站擴(kuò)大小區(qū)覆蓋范圍的應(yīng)用相比，本特性具有降 低干擾，統(tǒng)一網(wǎng)管等優(yōu)點(diǎn)。
[0041] 10、采用關(guān)鍵模塊熱備份方式，如RM、TDMU、DDM等，當(dāng)其中一個(gè)工作模塊出現(xiàn)故 障，自動(dòng)倒換到另外一個(gè)備用模塊工作。RRU9000中電源模塊、光模塊、功放模塊、數(shù)字處理 單元（DPB)等關(guān)鍵部件的冗余備份，并具備自動(dòng)切換功能。
【附圖說(shuō)明】
[0042] 圖1為本實(shí)用新型原理框圖。
[0043] 圖2為本實(shí)用新型與遠(yuǎn)端光分布式基站RRU連接示意圖。
[0044] 圖3為雙工器模塊DDMH2結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045] 圖4為射頻模塊DDMH2e結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046] 圖5為單光纖星型組網(wǎng)示意圖。
[0047] 圖6為雙光纖星型組網(wǎng)示意圖。
[0048] 圖7為單光纖鏈型組網(wǎng)示意圖。
[0049] 圖8為雙光纖鏈型組網(wǎng)示意圖。
[0050] 圖9為單光纖環(huán)網(wǎng)示意圖。
[0051] 圖10為主備光纖雙環(huán)組網(wǎng)示意圖
[0052] 圖11為分集接收提高基站靈敏度的示意圖。
[0053] 圖12為相鄰小區(qū)信號(hào)交織覆蓋示意圖。
[0054] 圖13為異小區(qū)業(yè)務(wù)擴(kuò)容應(yīng)用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0056] 本實(shí)用新型原理框圖如圖1所示，包括接口單元RIC0,接口單元RIC0分別連接有 無(wú)線模塊RM2、基站光分布單元TDMU和接口控制告警模塊RICAM2,基站光分布單元TDMU與 若干遠(yuǎn)端光分布式基站RRU連接（如圖2所示）。所述的接口單元RIC0連接有射頻模塊 DDMH2e，射頻模塊DDMH2e具有兩個(gè)天線接口，分別接施主天線和分集天線；所述的基站光 分布單元TDMU連接有雙工器模塊DDMH2,雙工器模塊DDMH2為耦合有雙向混合合路器的雙 工器；所述的接口控制告警模塊RICAM通過(guò)Abis接頭與近端基站控制器BSC通信，接口控 制告警模塊RICAM通過(guò)I2C總線分別與無(wú)線模塊RM2、基站光分布單元TDMU和雙工器模塊 DDMH2進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。接口控制告警模塊RICAM連接有制冷單元SICS-S和鐵路基站網(wǎng)管服 務(wù)器OMC-R RICAM2是冗余接口控制告警模塊，通過(guò)2個(gè)Abis接頭與BSC (基站控制器）通 信，且處理基站各種信令信息，將接收的BSC信令信息送至RM2模塊通信或?qū)⒔邮盏腞M2信 令信息傳至BSC。RICAM2模塊還與SICS-S和DDM，RICO, TDMU采用I2C總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信， 并綜合管理基站內(nèi)部所有模塊的告警機(jī)制和狀態(tài)，具有將各個(gè)模塊的告警與狀態(tài)自動(dòng)上報(bào) 至0MC-R(鐵路基站網(wǎng)管服務(wù)器）。
[0057] 制冷單元SICS-S保證基站設(shè)備一直處于良好的工作環(huán)境。一旦基站無(wú)法進(jìn)風(fēng)，風(fēng) 壓傳感器將檢測(cè)過(guò)壓后，制冷單元SICS-S的控制板將自動(dòng)關(guān)閉風(fēng)扇工作，避免風(fēng)機(jī)燒壞。S 制冷單元SICS-S -旦檢測(cè)告警通過(guò)I2C總線上報(bào)RICAM2模塊，由RICA