CN105119618B - 一种多通道的gsm‑r中频处理模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多通道的GSM‑R中频处理模块，包括上行链路和下行链路，所述的下行链路包括两个射频输入端口Tx_in0和Tx_in1，两个射频输出端口Tx_out0和Tx_out1；所述的上行链路分为主路接收电路main和分集接收电路div，上行链路包括两个射频输入端口Rx_in_main和Rx_in_div，两个射频输出端口Rx_out_main和Rx_out_div。本发明能够满足高铁高可靠性要求，并且可以同时满足光路和射频两个通道同时输出射频的功能要求。

Description

一种多通道的GSM-R中频处理模块

技术领域

本发明涉及无线移动通信设备领域，具体是一种多通道的GSM-R中频处理模块。

背景技术

中频处理模块是数字通信设备中关键模块之一。能够将射频信号转换成数字信号，通过光纤传输，同时可以将光纤传输的数字信号转换成射频信号。目前现有中频处理模块主要结构为1路下行输入端口，1路上行输入端口4个光口，功能和性能上都不能满足于铁路的可靠性要求。

为了满足高铁高可靠性要求，设计出多输入/输出端口高可靠性的中频处理模块很有必要，此外，还需同时满足光路和射频两个通道同时输出射频的功能。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种多通道的GSM-R中频处理模块,能够满足高铁高可靠性要求，并且可以同时满足光路和射频两个通道同时输出射频的功能要求。

本发明包括上行链路和下行链路，所述的下行链路包括两个射频输入端口Tx_in0和Tx_in1，两个射频输出端口Tx_out0和Tx_out1，每个输入端口支持多个不同频点的GSM-R载波信号输入，输入信号经过下变频DC、模数转换ADC后进入数字处理电路DSP进行解调、解码和信令分析处理，处理后的信号经过数模转换DAC、上变频UC后通过下行射频输出端口输出；所述的上行链路分为主路接收电路main和分集接收电路div，上行链路包括两个射频输入端口Rx_in_main和Rx_in_div，两个射频输出端口Rx_out_main和Rx_out_div，上行输入端口接收到信号后，经过下变频DC、模数转换ADC后进入数字处理电路DSP进行解调、解码和信令分析处理，处理后的信号经过数模转换DAC、上变频UC后通过上行射频输出端口。

所述的上行链路和下行链路共用四个光接口，上行信号或下行信号进入数字处理电路DSP后，通过光接口按照CPRI协议进行光纤输出，光接口支持3.75Gbps传输速率。

所述的数字处理电路DSP连接有若干个I/O接口，分为输入接口和输出接口。

所述的数字处理电路DSP连接有若干RS485通信接口和RS232通信接口，可以通过此接口与其他模块进行数据通信，其中RS232通信接口支持全双工通信接口。

所述的数字处理电路DSP连接有100Mbps网口，通过此接口可以本地对中频处理模块进行调试与各种软件测试。

所述的数字处理电路DSP连接有100/1000Mbps以太网接口，与光接口间，具有透传功能，不影响正常的CPRI协议数据

本发明有益效果在于：

1、下行通道2个输入端口、2个输出端口：每个输入端口都可以输入多个不同频点的载波信号，两路可以输入相同的载波信号，数据处理电路会针对性的选择所需频点，两个输入端口互为冗余备份；每个输出端口可以输出1个频点载波信号或多个频点载波信号，可以通过上位机软件任意配置，适合各种频率组合使用。

2、上行通道有2个输入端口、2个输出端口：其中1个输入端口接收的是施主天线的上行信号，另一个输入端口接收的是分集天线的上行信号，输出端口分为一个主路通道和一个分集通道。分集通道是独立的，此设计提高了接收通道的可靠性。一旦主路链路故障后，不会对分集链路产生影响，系统能够正常的接收到分集链路的上行信号，从而提高设备的可靠性要求。

3、支持CPRI协议的光信号输出:本模块不仅支持将接收到的下行信号和上行信号采用射频电路的输出，还支持将其通过CPRI协议方式与其他设备通信；

4、支持多种若干个数据接口，如RS485接口，RS232接口，I/O接口，以太网接口等等。满足于各种模块之间的数据通信。

5、具有独立的4个光接口，光接口类型有：SC，LC，FC等，并支持3.75Gbps高速率传输。

6、具有高速透传接口：一个100/1000Mbps以太网透传接口，不影响正常的数据通信，能为视频图像、应急通信等提供高速透传的数据通信通道。

附图说明

图1为本发明电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明电路结构示意图如图1所示，包括上行链路和下行链路。

下行链路：有两个射频输入端口Tx_in0和Tx_in1，两个射频输出端口Tx_out0和Tx_out1和4个光接口组成。每个输入端口可以支持多个不同频点的GSM-R载波信号输入，经过下变频DC、模数转换ADC后进入数字处理电路DSP解调、解码和信令分析等处理，此时可以有两路输入信号进入数字处理电路DSP，经过数字处理电路分析和处理后，数字数据分两通道输出，其中一个通道数字数据经过DSP编码与调制等处理、数模转换DAC、上变频UC后射频输出，此通道可以支持两路输出，每路输出可以是相同频点信号，也可以是不同载波信号，另一个通道数字数据按照CPRI协议有光纤输出。

上行链路：也有两个射频输入端口Rx_in_main和Rx_in_div，两个射频输出端口Rx_out_main和Rx_out_div和4个光接口（与下行链路光口通用，光口具有双工模式）组成。上行链路分为主路接收电路（main）和分集接收电路（div）。下面以主路为例：上行输入端口接收到信号后，经过下变频DC、模数转换ADC后进入数字处理电路DSP解调、解码和信令分析等处理，同时光纤接口能够接收到CPRI协议的上行数字数据，经过数字处理模块DSP数据处理后，同时将两个不同通道的数字信号编码与调试、数模转换DAC、上变频UC后输出射频输出。分集接收通道工作原理类似。

其中数字处理电路DSP还连接有若干其余结构，包括：

I/O接口：提供若干个I/O接口，分为输入接口和输出接口；

RS485接口：提供若干RS485通信接口，可以通过此接口与其他模块进行数据通信；

RS232接口：提供若干个RS232通信接口，此接口支持全双工通信接口。

以太网接口：100Mbps网口，通过此接口可以本地对中频处理模块进行调试与各种软件测试；

以太网透传接口：100/1000Mbps网口，与光接口间，具有透传功能，不影响正常的CPRI协议数据。

本发明的功能要求如下：

1自动时延调整

本模块支持手动和自动时延调整，最大调整时延不小于150μs。

2多种组网方式

本模块支持星型、菊花链型、环型、交织型等组网方式，适应铁路各种组网应用。

3多路射频并行数字处理

本模块具有多路射频信号同时输入时，内部数字处理电路支持并行处理。

4 具备4个及以上CPRI光传输接口

a)传输距离不小于20km，每个光口可以级联不少于8台其他设备；

b)支持对数字传输时延的计算和校正；

c)支持菊花链传输方式和信号多次再生；

5 具有上行分集接收传输通道

考虑覆盖的链路平衡问题，上行具有接收分集功能，接收分集功能可以获得额外的分集增益，从而平衡系统上、下行链路信号，有效提高了上行信号的抗衰落性。

6 具有底噪抑制功能

本模块具有底噪抑制技术，具有底噪抑制开关及抑制门限，可以通过手动设置抑制信号的门限，若小于门限的信号，一律被抑制，抑制度不小于17dB。

7 支持光口高速率传输

本模块的光口支持高速率传输：3.75Gbps传输速率，满足了大数据和多模块间通信时间要求。

8 具有高速透传接口

支持一路100/1000Mbps以太网透传接口，能为视频图像、应急通信等提供高速透传的数据通信通道。

本发明主要技术指标如下：

（1）频段和信道分配：

在下列频段工作：

上行通道	下行通道
		885MHz～889MHz	930MHz～934MHz

载波频率以绝对射频信道号（ARFCN)表示。

以FI (n)和Fu(n)分别表示ARFCN为n的上行频率和下行频率，则:

FI(n)=885.2+0.2×(n-l)(MHz)1≤n≤18；

Fu(n)=F1(n)+45。

（2）最大允许输入电平：不小于20dBm，无损坏。

（3）最大输出功率：不小于10dBm。

（4）增益调节范围：不小于20dB，步进为1dB。

（5）相位误差和平均频率误差

相位误差：优于±5°均方根值（RMS)；

优于±20°峰值。

平均频率误差优于±0.05×10-6。

（6）互调：不大于-70dBc（输出功率为0dBm时）。

（7）时延调节范围：不小于150μs。

（8）功耗：不大于30W。

可靠性要求：本模块的MTBF指标不小于150000h。

本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种多通道的GSM-R中频处理模块，其特征在于：包括上行链路和下行链路，所述的下行链路包括两个射频输入端口Tx_in0和Tx_in1，两个射频输出端口Tx_out0和Tx_out1，每个输入端口支持多个不同频点的GSM-R载波信号输入，输入信号经过下变频DC、模数转换ADC后进入数字处理电路DSP进行解调、解码和信令分析处理，处理后的信号经过数模转换DAC、上变频UC后通过下行射频输出端口输出；所述的上行链路分为主路接收电路main和分集接收电路div，上行链路包括两个射频输入端口Rx_in_main和Rx_in_div，两个射频输出端口Rx_out_main和Rx_out_div，上行输入端口接收到信号后，经过下变频DC、模数转换ADC后进入数字处理电路DSP进行解调、解码和信令分析处理，处理后的信号经过数模转换DAC、上变频UC后通过上行射频输出端口。

2.根据权利要求1所述的多通道的GSM-R中频处理模块，其特征在于：所述的上行链路和下行链路共用四个光接口，上行信号或下行信号进入数字处理电路DSP后，通过光接口按照CPRI协议进行光纤输出。

3.根据权利要求1所述的多通道的GSM-R中频处理模块，其特征在于：所述的数字处理电路DSP连接有若干个I/O接口，分为输入接口和输出接口。

4.根据权利要求1所述的多通道的GSM-R中频处理模块，其特征在于：所述的数字处理电路DSP连接有若干RS485通信接口和RS232通信接口。

5.根据权利要求1所述的多通道的GSM-R中频处理模块，其特征在于：所述的数字处理电路DSP连接有100Mbps网口。

6.根据权利要求1所述的多通道的GSM-R中频处理模块，其特征在于：所述的数字处理电路DSP连接有100/1000Mbps以太网接口。