CN101771455A - 一种采用双天线分集接收技术的gsm-r通信模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了属于铁路通信设备领域的一种采用双天线分集接收技术的GSM-R通信模块。通过对传统的GSM-R通信模块的改进，由采用单一天线进行信号接收和发送的方式改进为采用两根天线进行信号接收，采用一根天线进行信号发送的方式，并通过最大比合并法得到分集增益。本发明实现了GSM-R通信模块对信号的接收天线和发射天线的硬件分离，最大程度上避免了由于列车高速运行时产生的多径效应和多普勒效应对GSM-R通信模块接收信号的影响。
Description
技术领域
本发明涉及铁路通信设备领域，尤其涉及一种采用双天线分集接收技术的GSM-R通信模块。
背景技术
随着250Km/h以上的高速客运专线的大规模修建和开通，GSM-R网络做为高速铁路列控系统CTCS3的车地通信承载平台，已经在我国大规模建设和应用。车地间安全数据通过无线传输的可靠性和传输质量，对行车安全和运输效率有着至关重要的影响。
在实际的铁路应用中，GSM-R通信模块常常工作在复杂的地理环境中，而且移动的速度较快。发送的信号经过反射、散射等的传播路径后，到达接收端的信号往往是多个幅度和相位各不相同的信号的叠加，使接收到的信号幅度出现随机起伏变化，形成多径衰落。不同路径的信号分量具有不同的传播时延、相位和振幅，并附加有信道噪声，它们的叠加会使复合信号相互抵消或增强，导致严重的衰落。这种衰落会降低可获得的有用信号功率并增加干扰的影响，使得接收机的接收信号产生失真、波形展宽、波形重叠和畸变，甚至造成通信系统解调器输出出现大量差错，以至完全不能正确可靠传输车地间安全列控数据。
此外，由于高速列车速度较快，GSM-R通信模块处于快速移动状态，接收到的信号由于多普勒效应会产生更为严重的失真。在实际的移动通信中，除了多径衰落外还有阴影衰落。当信号受到高大建筑物或地形起伏等的阻挡，接收到的信号幅度将降低。另外，气象条件等的变化也都影响信号的传播，使接收到的信号幅度和相位发生变化。这些都是无线信道独有的特性，它给铁路应用的车地通信带来了不利的影响。
发明内容
本发明的目的是针对背景技术中所描述的目前铁路移动通信系统中多径效应和多普勒效应影响信号接收的问题，提出了一种采用双天线分集接收技术的GSM-R通信模块。
其特征在于，所述模块包括：现有GSM-R通信模块、2根信号分集接收天线、1根信号发送天线以及最大比合并信号处理模块；
其中，所述最大比合并信号处理模块通过1个TNC端口与信号发送天线连接；
所述最大比合并信号处理模块通过2个TNC端口分别与2根信号接收天线连接；
所述最大比合并信号处理模块通过2个TNC端口与GSM-R通信模块连接。
所述信号发送天线仅用于GSM-R通信模块向GSM-R基站发送上行数据。
所述2根信号分集接收天线同时接收一个GSM-R基站发射天线的信号，然后通过最大比合并信号处理模块合成两个接收信号或选择其中一个较强信号。
附图说明
图1：一种采用双天线分集接收技术的GSM-R通信模块组成结构图。
具体实施方式
下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
一种采用双天线分集接收技术的GSM-R通信模块包括：现有GSM-R通信模块1、两根信号分集接收天线2、一根信号发送天线3以及最大比合并信号处理模块4。
其中，两根信号分集接收天线采用现有各厂家生产的产品，将接收天线与最大比合并信号处理模块相连接。
一根信号发送天线采用现有各厂家生产的产品，将该天线与最大比合并信号处理模块相连接。
最大比合并信号处理模块采用现有各厂家生产的标准产品，需要具备5个TNC式端口。其中，有2个TNC端口为信号输入输出双工式，用于连接现有GSM-R通信模块；有1个TNC端口为信号发送，用于连接信号发送天线；有2个TNC端口为信号接收，用于连接两根信号接收天线。
本发明中引入“最大比合并”接收合并技术，对于2根信号分集接收天线接收到的信号，通过最大比合并信号处理模块采用“最大比合并”接收合并技术进行处理。由两个分集支路，经过相位调整后，按照适当的增益系数，同相相加，再送入检测器进行检测。最大比合并方案在收端只需对接收信号做线性处理，然后利用最大似然检测即可还原出发端的原始信息。
GSM-R通信模块采用现有各厂家生产的产品，具备2个TNC式信号输入输出端口。
使通过两根分集接收天线接收到的两路信号进行信号最优合并，与现有的一根天线同时用来发送和接收信号相比，极大的降低了多径效应和多普勒频移等信道衰落的影响，改善了信号接收的可靠性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.一种采用双天线分集接收技术的GSM-R通信模块，其特征在于，所述模块包括：现有GSM-R通信模块、2根信号分集接收天线、1根信号发送天线以及最大比合并信号处理模块；
其中，所述最大比合并信号处理模块通过1个TNC端口与信号发送天线连接；
所述最大比合并信号处理模块通过2个TNC端口分别与2根信号接收天线连接；
所述最大比合并信号处理模块通过2个TNC端口与GSM-R通信模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种采用双天线分集接收技术的GSM-R通信模块，其特征在于，所述信号发送天线仅用于GSM-R通信模块向GSM-R基站发送上行数据。
3.根据权利要求1所述的一种采用双天线分集接收技术的GSM-R通信模块，其特征在于，所述2根信号分集接收天线同时接收一个GSM-R基站发射天线的信号，然后通过最大比合并信号处理模块合成两个接收信号或选择其中一个较强信号。
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