本實(shí)用新型涉及GSM-R通信系統(tǒng)領(lǐng)域，具體是一種雙端口GSM-R微功率數(shù)字光纖直放站設(shè)備。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的GSM-R通信系統(tǒng)存在以下兩點(diǎn)問題：

1、山區(qū)的弱場(chǎng)覆蓋存在最大的困難來自供電問題和鋪設(shè)漏纜問題。

在原有無線列調(diào)系統(tǒng)未考慮全路覆蓋要求，兩車站區(qū)間內(nèi)若新增設(shè)備，電纜未預(yù)留，無法提供新增設(shè)備的供電問題。若重新布置電纜，工程成本非常大。故我公司提供了直流遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)，不僅解決了設(shè)備供電問題，也大大降低了工程成本。

若隧道內(nèi)重新鋪設(shè)漏纜，工程成本太大，若采用GSM-R微功率光分布式系統(tǒng)即光纖分布式+天線覆蓋方式可以大大節(jié)約工程成本，工程開通便捷。

2、樞紐地區(qū)覆蓋干擾嚴(yán)重，影響通信質(zhì)量。

隨著我國(guó)客運(yùn)專線和城際鐵路的逐步開通，大城市和車站形成鐵路樞紐。GSM-R網(wǎng)絡(luò)由孤立線路單系統(tǒng)運(yùn)行方式（京津城際、京滬高鐵、大秦線、石太客運(yùn)、武廣高鐵等），逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槎鄺l線路多個(gè)GSM-R系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行方式（如廣州樞紐、廣珠城際鐵路、武漢漢口樞紐、合肥樞紐等）。鐵路樞紐設(shè)計(jì)線路越來越多，且在鐵路樞紐地區(qū)宏基站密集的區(qū)，宏基站間相互干擾，影響通信質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)可能影響車站安全，解決這一問題可以采用GSM-R微功率光分布式系統(tǒng)組成微小區(qū)或定型小區(qū)，來減小小區(qū)覆蓋半徑或覆蓋區(qū)域，同時(shí)基站僅作為信源，不單獨(dú)覆蓋信號(hào)，全部使用光纖分布式遠(yuǎn)端設(shè)備覆蓋，這樣基站的覆蓋區(qū)域可以采用多個(gè)布局合理的光纖分布式遠(yuǎn)端設(shè)備來完成整個(gè)區(qū)域的覆蓋，又不至于相互干擾，很好的解決樞紐地區(qū)的信號(hào)覆蓋。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種雙端口GSM-R微功率數(shù)字光纖直放站設(shè)備,滿足兩路射頻端口輸出，兩路射頻端口指標(biāo)一致，工程應(yīng)用時(shí)，需雙路接入信號(hào)時(shí)，無需增加功分器或電橋模塊，減少了線纜、接頭數(shù)、工程安裝步驟，便于工程維護(hù), 并且具有多種關(guān)鍵模塊冗余備份。

本實(shí)用新型包括通過環(huán)網(wǎng)光纖連接的微功率近端機(jī)和微功率遠(yuǎn)端機(jī)，所述的近端機(jī)包括數(shù)字中頻板、雙工器、主備監(jiān)控單元、主備變頻模塊、數(shù)字光模塊、主備電源模塊和分集接收單元，微功率近端機(jī)接收到GSM-R移動(dòng)通信基站的信號(hào)，通過下變頻到中頻信號(hào)，經(jīng)模擬信號(hào)/數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換變換到數(shù)字信號(hào)，由數(shù)字基帶處理單元將數(shù)字信號(hào)打包并轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)方式，再經(jīng)光纖收發(fā)器發(fā)送到微功率遠(yuǎn)端機(jī)；所述的微功率遠(yuǎn)端機(jī)包括數(shù)字中頻板、主備監(jiān)控單元、變頻模塊、主備低噪放模塊、主備功放模塊、雙工器、防雷防浪涌模塊、分集接收單元、分合路器，微功率遠(yuǎn)端機(jī)接收到微功率近端機(jī)下行數(shù)字信號(hào)，由數(shù)字中頻板上的數(shù)字基帶處理單元解幀，再通過數(shù)字濾波方式對(duì)每個(gè)系統(tǒng)選用的頻點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字濾波處理，將得到的數(shù)字信號(hào)恢復(fù)為中頻信號(hào)，再經(jīng)上變頻到GSM-R頻率，經(jīng)發(fā)射機(jī)發(fā)射出去；遠(yuǎn)端機(jī)從GSM-R移動(dòng)終端接收到的上行的信號(hào)經(jīng)遠(yuǎn)端機(jī)接收子系統(tǒng)接收后，下變頻到中頻信號(hào)，然后通過上述的逆過程，同時(shí)對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行數(shù)字降噪處理后，通過光纖傳回到微功率近端機(jī)，再發(fā)給基站接收。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述的遠(yuǎn)端機(jī)中，分集接收單元安裝在數(shù)字中頻板內(nèi)部，數(shù)字中頻板通過光模塊連接到近端機(jī)，遠(yuǎn)端機(jī)內(nèi)下行線路包括依次連接的數(shù)字中頻板、變頻模塊、分合路器、主備功放模塊、射頻開關(guān)、雙工器、分合路器，遠(yuǎn)端機(jī)內(nèi)上行線路分為兩路，一路包括依次連接的分合路器、雙工器、主低噪放模塊、變頻模塊、數(shù)字中頻板，另一路包括依次連接的濾波器、備用低噪放模塊、變頻模塊、數(shù)字中頻板。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述的微功率遠(yuǎn)端機(jī)通過遠(yuǎn)端機(jī)主備電源模塊供電。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述的微功率遠(yuǎn)端機(jī)通過近端機(jī)主備電源模塊遠(yuǎn)程供電，支持兩路電源冗余備份輸入。

本實(shí)用新型有益效果在于：

1、滿足兩路射頻端口輸出，兩路射頻端口指標(biāo)一致，工程應(yīng)用時(shí)，需雙路接入信號(hào)時(shí)，無需增加功分器或電橋模塊，減少了線纜、接頭數(shù)，工程安裝步驟，便于工程維護(hù)；

2、遠(yuǎn)端機(jī)防護(hù)等級(jí)為IP55，支持室外安裝；

3、具有高速率透?jìng)魍ǖ溃褐С忠蕴W(wǎng)（傳輸速率≥100Mbps）透?jìng)魍ǖ拦δ埽?/p>

4、遠(yuǎn)端設(shè)備供電支持直流遠(yuǎn)供來供電，支持兩路電源冗余備份輸入。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型電路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為遠(yuǎn)端機(jī)部分電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括通過環(huán)網(wǎng)光纖連接的微功率近端機(jī)和微功率遠(yuǎn)端機(jī)，其特征在于：所述的近端機(jī)包括數(shù)字中頻板、雙工器、主備監(jiān)控單元、主備變頻模塊、數(shù)字光模塊、主備電源模塊和分集接收單元，微功率近端機(jī)接收到GSM-R移動(dòng)通信基站的信號(hào)，通過下變頻到中頻信號(hào)，經(jīng)模擬信號(hào)/數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換變換到數(shù)字信號(hào)，由數(shù)字基帶處理單元將數(shù)字信號(hào)打包并轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)方式，再經(jīng)光纖收發(fā)器發(fā)送到微功率遠(yuǎn)端機(jī)；所述的微功率遠(yuǎn)端機(jī)包括數(shù)字中頻板、主備監(jiān)控單元、變頻模塊、主備低噪放模塊、主備功放模塊、雙工器、防雷防浪涌模塊、分集接收單元、分合路器，微功率遠(yuǎn)端機(jī)接收到微功率近端機(jī)下行數(shù)字信號(hào)，由數(shù)字中頻板上的數(shù)字基帶處理單元解幀，再通過數(shù)字濾波方式對(duì)每個(gè)系統(tǒng)選用的頻點(diǎn)進(jìn)行數(shù)字濾波處理，將得到的數(shù)字信號(hào)恢復(fù)為中頻信號(hào)，再經(jīng)上變頻到GSM-R頻率，經(jīng)發(fā)射機(jī)發(fā)射出去；遠(yuǎn)端機(jī)從GSM-R移動(dòng)終端接收到的上行的信號(hào)經(jīng)遠(yuǎn)端機(jī)接收子系統(tǒng)接收后，下變頻到中頻信號(hào)，然后通過上述的逆過程，同時(shí)對(duì)上行信號(hào)進(jìn)行數(shù)字降噪處理后，通過光纖傳回到微功率近端機(jī)，再發(fā)給基站接收。

所述的遠(yuǎn)端機(jī)如圖2所示，分集接收單元安裝在數(shù)字中頻板內(nèi)部，數(shù)字中頻板通過光模塊連接到近端機(jī)，遠(yuǎn)端機(jī)內(nèi)下行線路包括依次連接的數(shù)字中頻板、變頻模塊、分合路器、主備功放模塊、射頻開關(guān)、雙工器、分合路器，遠(yuǎn)端機(jī)內(nèi)上行線路分為兩路，一路包括依次連接的分合路器、雙工器、主低噪放模塊、變頻模塊、數(shù)字中頻板，另一路包括依次連接的濾波器、備用低噪放模塊、變頻模塊、數(shù)字中頻板。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述的微功率遠(yuǎn)端機(jī)通過遠(yuǎn)端機(jī)主備電源模塊供電。

進(jìn)一步改進(jìn)，所述的微功率遠(yuǎn)端機(jī)通過近端機(jī)主備電源模塊遠(yuǎn)程供電，支持兩路電源冗余備份輸入。

根據(jù)單端口模擬直放站應(yīng)用存在的問題：增加一根射頻跳線，將模擬直放站遠(yuǎn)端機(jī)的輸出端口與功分器或電橋連接，實(shí)現(xiàn)兩路輸出提供給兩端泄露電纜或天線。增加外接線纜，不僅增加線路損耗，還可能存在接口不穩(wěn)定的隱患。因此工程應(yīng)用時(shí)，需直放站提供兩個(gè)輸出接口時(shí)，采用雙端口數(shù)字光纖直放站會(huì)提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性，便于維護(hù)。

本實(shí)用新型功能要求如下：

①上行底噪抑制

設(shè)備支持上行底噪抑制，滿足以下功能要求：

a)單獨(dú)對(duì)每個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備的上行鏈路進(jìn)行控制，減小各遠(yuǎn)端設(shè)備之間上行噪聲相互干擾，消除上行對(duì)基站的噪聲干擾；

b)設(shè)備采用載波選頻方式，只對(duì)信源小區(qū)所使用的載頻進(jìn)行放大，濾除非工作頻點(diǎn)，減少到達(dá)基站的上行噪聲電平；

c)支持時(shí)隙自動(dòng)關(guān)斷功能，對(duì)于處在空閑狀態(tài)下的時(shí)隙進(jìn)行關(guān)斷，進(jìn)一步降低上行噪聲。

②自動(dòng)時(shí)延調(diào)整

設(shè)備支持自動(dòng)時(shí)延調(diào)整，滿足以下功能要求：

a)實(shí)時(shí)測(cè)量各遠(yuǎn)端設(shè)備與近端設(shè)備之間的時(shí)延，應(yīng)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)mRRU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。

b)通過調(diào)整時(shí)延消除遠(yuǎn)端單之間重疊覆蓋之間的時(shí)延色散問題。

③多種冗余組網(wǎng)方式

近端機(jī)與遠(yuǎn)端機(jī)設(shè)備之間支持星形、鏈形、環(huán)型、交織型等冗余組網(wǎng)方式。

④光旁路功能

遠(yuǎn)端機(jī)設(shè)備具備光旁路功能，當(dāng)某一臺(tái)遠(yuǎn)端機(jī)設(shè)備掉電或光發(fā)告警時(shí)，進(jìn)行自動(dòng)切換至光旁路，其后面串聯(lián)的遠(yuǎn)端機(jī)設(shè)備可以正常接收到光纖信號(hào)。

⑤應(yīng)采用CPRI標(biāo)準(zhǔn)傳輸接口和數(shù)字光端機(jī)技術(shù)

a)射頻信號(hào)不隨光信號(hào)的衰減而衰減，在長(zhǎng)距離和多分路傳輸過程中保持動(dòng)態(tài)范圍不變；

b)支持對(duì)數(shù)字傳輸時(shí)延的計(jì)算和校正；

c)支持菊花鏈傳輸方式和信號(hào)多次再生；

d)數(shù)字光端機(jī)應(yīng)具備高穩(wěn)定性和高可靠性，減少維護(hù)成本。

⑥光環(huán)路功能

當(dāng)采用環(huán)型組網(wǎng)方式時(shí)，中間某一遠(yuǎn)端設(shè)備出現(xiàn)光路中斷時(shí)，該環(huán)上其他各個(gè)遠(yuǎn)端設(shè)備應(yīng)仍能通過環(huán)路兩端與近端站連接的節(jié)點(diǎn)正常工作。

⑦自動(dòng)載波跟蹤

當(dāng)基站改變載波頻率時(shí)，遠(yuǎn)端機(jī)自動(dòng)跟蹤載波變化。

⑧高速透?jìng)魍ǖ?/p>

具有以太網(wǎng)透?jìng)魍ǖ溃ㄒ蕴W(wǎng)傳輸速率≥100Mbps）透?jìng)魍ǖ馈?/p>

⑨網(wǎng)管功能

<1>本地監(jiān)控功能

本地監(jiān)控功能應(yīng)滿足以下要求：

i) 提供本地監(jiān)測(cè)接口；

ii) 具備狀態(tài)顯示功能，實(shí)時(shí)顯示設(shè)備和主要模塊的工作狀態(tài)、電源狀態(tài)和設(shè)備告警狀態(tài)。

iii) 具備對(duì)參數(shù)進(jìn)行查詢和設(shè)置、告警查詢和軟件下載等功能。

<2>遠(yuǎn)程維護(hù)功能應(yīng)滿足以下要求：

i) 支持以太網(wǎng)方式將監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)接入監(jiān)控中心；

ii) 具備對(duì)參數(shù)進(jìn)行查詢和設(shè)置、告警查詢和軟件遠(yuǎn)程下載和升級(jí)。

本實(shí)用新型技術(shù)指標(biāo)如下：

（1）標(biāo)稱線性輸出功率：

上行 -10±1dBm，

下行ANT1：30±1dBm（1W）；

ANT2: 30±1dBm（1W）；

（2）最大增益：上、下行 40±2dB；

（3）帶內(nèi)波動(dòng)：≤2.0dB；

（4）輸入/輸出電壓駐波比：≤1.4；

（5）傳輸時(shí)延：?jiǎn)螜C(jī)≤18us，系統(tǒng)時(shí)延：≤25us；

（6）互調(diào)：≤-60dBc（2載頻，最大輸出功率時(shí)）；

（7）矢量幅度誤差（EVM）：≤6%（均方根）；

（8）頻率誤差：＜±45Hz；

（9）噪聲系數(shù)：?jiǎn)螜C(jī)NF≤4；

（10）功耗：近端機(jī)功耗≤60W；遠(yuǎn)端機(jī)功耗≤100W。

本實(shí)用新型具體應(yīng)用途徑很多，以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)，這些改進(jìn)也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。