gsm-r数字光纤直放站和基站射频拉远系统在铁路枢纽应用研究

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1、GSM-R数字光纤直放站和基站射频拉远系统在铁路枢纽应用研究　　摘要：各线GSM-R系统引入铁路枢纽后，存在着频率资源紧张，各系统间干扰大的问题，本文将就采用数字光纤直放站与基站射频拉远系统解决枢纽内GSM-R覆盖方案进行探讨。关键词：铁路枢纽；GSM-R；数字光纤直放站；基站射频拉远系统；覆盖方案中图分类号:TN253文献标识码：A1引言目前GSM-R移动通信系统在新建200km/h及以上铁路中得到全面应用。多条新建铁路采用GSM-R系统引入同一铁路枢纽的情况逐渐增加，贵阳、南宁等枢纽均考虑采用GSM-R系统覆盖。由于枢纽内线路密集，站间距短，往往出现

2、多个基站信号重叠覆盖，造成频率资源紧张，易同频干扰的问题。为合理利用频率资源，减少系统内和来自公网的干扰，本文试就利用基站射频拉远系统和数字光纤直放站系统克服上述问题提出本人的粗浅设想供大家探讨。2基站射频拉远系统简介7基站射频拉远系统将基站BTS分为带处理单元（BBU）和远端射频处理单元（RRU）两部分，二者通过光纤相连。在网络部署时，将BBU设置在通信机房内，通过光纤与规划站点上部署的RRU进行连接，完成网络覆盖。主要优点：①上行引入噪声小，单个RRU覆盖范围大。不同的RRU将接收信号解调后进行比选，选择最优信号给BBU，从而克服上行噪声积累的问题。

3、由于信号的调制解调均在RRU完成，RRU每载频的发射功率可达30W，加之RRU单元可采用室外安装方式直接装在铁塔上，到天线的衰耗小，可用功率更高，目前一个BBU可支持6个RRU，一套基站射频拉远系统可相当于6个传统BTS覆盖范围。②有效克服时延色散。GSM-R系统基站接收到的两个同频信号强度差小于9dB时，如时延相差大于15μs则会引起掉话。基站射频拉远系统BBU可自动计算与RRU之间的时延，并把参数下发给RRU进行调整，补偿光纤时延，实现各个RRU与BBU间时延差小于15μs。③RRU载频单元配置灵活。通过灵活配置RRU载频单元数量，在车站设置高达6载

4、频的RRU，而区间线路RRU载频数量设置为2，3载频，实现载频资源在大型枢纽站的有效集中。系统构成见图1基站射频拉远系统构成示意图图1基站射频拉远系统构成示意图3数字光纤直放站系统简介7数字光纤直放站系统是一种直接耦合基站信号，采用数字传输方式，将信号传输至远端进行覆盖的无线网络解决方案。系统由数字接入控制单元(DAU)、光纤通道和数字光纤直放站单元(DRU)组成。主要优点：①比传统光纤直放站噪声抑制能力强，支持远端机数量大。传统模拟光纤直放站由于远端机引入噪声的叠加，通常采用总线方式组网，且一般最多采用1拖6的模式工作。数字光纤直放站系统由于采用底噪关

5、断和对各个DRU上行噪声分别抑制的技术，1个DAU可支持最多12个DRU。②组网灵活。可采用星型、菊花链、环形、混合连接。基站的三个扇区采用一种混合拓扑结构，其中扇区1为星型拓扑结构，扇区2为菊花链拓扑结构，扇区3为星型和菊花链混合拓扑结构。这可以根据需要灵活配置选择不同组网方式，系统配置简单，实现容易。见图2数字光纤直放站系统构成图图2数字光纤直放站系统构成图7③时延可调。传统光纤直放站受此时延色散问题影响，同一小区直放站间采用天线覆盖时受光缆时延影响，直放站间距不大于2km。数字拉远系统可通过增大单个DRU到DAU时延，使距基站较近的DRU与距基站较

6、远的DRU时延一致，从而增大直放站间间距，灵活调整直放站和天馈线设置。4枢纽覆盖分析数字光纤直放站与基站射频拉远系统都具有在增大小区覆盖范围的同时，减小噪声引入和克服时延色散的优点。可有效克服枢纽内多条线引入造成的频率资源紧张，小区切换混乱的状况，目前国内铁路枢纽根据地形可大致分为平原枢纽，山区枢纽两类,一下分别就两种系统在平原和山区应用的优劣进行分析。（1）平原枢纽覆盖方案：平原枢纽900MHz信号传播距离远，易形成越区覆盖，采用传统基站覆盖方案。见图3传统基站覆盖方案图3传统基站覆盖方案如图所示，当A方向驶来列车从小区3往B方向走时，根据场强判定，有

7、可能切换至小区4而不是小区5。继续前进则切换回小区5，从而形成“乒乓切换”，极端条件下有可能掉话。而采用基站射频拉远系统如图4基站射频拉远系统覆盖方案图4基站射频拉远系统覆盖方案7如图所示,当A方向驶来列车从小区2往B方向走时由于基站射频拉远系统覆盖范围广，小区3、4相距很远，避免了小区2误切换成小区4。当分叉节点为枢纽编组站或大型客站，站内RRU可设置成6载频满足站内大容量语音和数据业务需求，周围覆盖区间的RRU设置成2载频，从而有效利用载频资源。采用数字光纤直放站系统也可实现图4中的功能，但由于光纤直放站发射功率小（每载频10W左右），设置的远端设备

8、较基站射频拉远系统多,且光纤直放站系统还需单独设置网管，效果稍差于基站射频拉远系