CN212367534U - 城市轨道lte-m系统中的双网组网系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种城市轨道LTE‑M系统中的双网组网系统，包括第一网络漏泄电缆、第二网络漏泄电缆、第一网络RRU和第二网络RRU。其中，多个第一网络RRU随城市轨道的延伸方向部署安装，并且每个第一网络RRU均连接于第一网络漏泄电缆，第一网络RRU用于与安装于轨道车辆的第一车载终端进行无线通信；多个第二网络RRU随城市轨道的延伸方向部署安装，并且每个第二网络RRU均连接于第二网络漏泄电缆，第二网络RRU用于与安装于轨道车辆的第二车载终端进行无线通信；第一车载终端和第二车载终端分别连接于不同的天线组。本实用新型能够有效避免轨道交通LTE双网基站间时钟不同步导致的网间空口干扰和网络不可用的情况。

Description

城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统

技术领域

本实用新型涉及城市轨道交通通信技术领域，特别涉及一种城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统。

背景技术

当前，城市轨道交通，尤其地铁，通常采用基于TDD(Time Division Duplexing，时分双工)1.8G频段的LTE-M双网冗余技术组建车地无线通信综合承载网。

为满足CBTC(Communication Based Train Control，基于通信的列车控制)信号系统车地无线业务无单个设备故障影响安全运行的需要，LTE-M要求采用双网冗余结构，即两个网络的所有网元设备(包括核心网、基站、车载终端等)独立；网络冗余覆盖方案采用同站址双网络无线覆盖，两个LTE-M的基站放置在同一个地点，共用漏泄电缆等传输介质。

图1示出了现有城市轨道LTE-M系统中的AB网中RRU共用漏泄电缆的连接结构。其中，布置于同一个地点的双网络中的A网RRU和B网RRU的射频端口经由电桥连接于两根漏泄电缆，使得A网RRU和B网RRU的射频信号经由两个电桥馈入两根漏泄电缆，对于其中一根漏泄电缆来说，其馈入了两个RRU的射频信号。具体地，两根漏泄电缆布置于隧道中：在一个安装地点中，A网RRU1和B网RRU1经由电桥B1和电桥A1连接于漏泄电缆A和漏泄电缆B，其中，A网RRU1的一个射频信号端(TDD系统RRU的射频信号端口既发送信号又接收信号，收发时分复用)和B网RRU1的一个射频信号端经由电桥B1连接于漏泄电缆B，A网RRU1的另一个射频信号端和B网RRU1的另一个射频信号端经由电桥A1连接于漏泄电缆A；在与该安装地点相邻的另一个安装地点中，A网RRU2和B网RRU2经由电桥B2和电桥A2连接于漏泄电缆A和漏泄电缆B，其中，A网RRU2的一个射频信号端和B网RRU2的一个射频信号端经由电桥B2连接于漏泄电缆B，A网RRU2的另一个射频信号端和B网RRU2的另一个射频信号端经由电桥A2连接于漏泄电缆A。

图2示出了现有城市轨道LTE-M系统中的AB网车载终端共用天线的连接结构。在现有城市轨道LTE-M系统中，A网车载终端和B网车载终端经由合路器连接于相同的天线，实现天线的共用。具体地，A网车载终端的一个信号端口(例如1号信号收发端口)和B网车载终端的一个信号端口(例如1号信号收发端口)连接于合路器A的输入端口，A网车载终端的另一个信号端口(例如2号信号收发端口)和B网车载终端的另一个信号端口(例如2号信号收发端口)连接于合路器B的输入端口，合路器A的输出端口连接于功分器A的输入端口，合路器B的输出端口连接于功分器B的输入端口，功分器A的1号端口连接于车顶天线B，功分器A的2号端口连接于车底天线A，功分器A的3号端口连接于车底天线B，功分器B的1号端口连接于车顶天线A，功分器B的2号端口连接于车底天线A，功分器B的3号端口连接于车底天线B。其中，A网车载终端和B网车载终端各自的1号信号收发端口和2号信号收发端口为A网车载终端和B网车载终端各自的物理端口，每个端口均可收发信号，收发时分复用，用1号2号以示物理区别，功分器A和功分器B各自的1号端口、2号端口和3号端口为功分器A和功分器B各自的物理输出端口，用1号、2号、3号以示区别。

由于在地下隧道洞内部署GPS(Global Positioning System，全球定位系统)困难且施工成本高，轨道交通的LTE无线通信系统通常采用1588v2的授时方式。1588v2的授时协议要求基站本地时钟跟随网络时钟参考源，对本地时钟进行调整。当网络时钟参考源出现如时钟源或者传输抖动导致的异常，基站本地时钟可能会被拉偏，导致TDD LTE双网基站间的时钟不同步。

如图1、图2所示，现有城市轨道LTE-M系统中的AB网中RRU由电桥馈入同一根漏缆，A网车载终端与B网车载终端通过合路器馈入相同的车顶和车底天线。这种情况下，当双网基站时钟不对同步时，即AB网的基站间收发不同步，终端间的收发也不同步，即便采用双网异频的频率部署方案，对方网络发射机的邻道泄漏信号仍然会对本方网络的接收机造成影响，出现AB网合路RRU间的空口上行干扰，以及AB网合路车载终端间的空口下行干扰，严重时甚至可能出现接收机饱和失真，导致CBTC等业务异常。

如图1所示，即使AB网采用异频部署，但由于频点邻频，必然存在带外信号泄漏到邻频带内，同时AB网通常部署的RRU设备的滤波器指标相同，因此带外信号没有额外的硬件滤波器抑制。虽然在正常时钟同步的情况下能够满足协议要求的隔离度，可以保证对业务没有影响，然而当双网系统的时钟不同步，导致A网的RRU处于发射态，而B网RRU处于接收态时，A网的RRU邻道泄露信号会直接干扰B网RRU的接收，反之亦然。

以A网上行被干扰为例，上行存在两部分干扰：一部分是同覆盖的B网基站对其产生的干扰(例如图1中B网RRU1经由电桥A1和电桥B1对A网RRU1造成的干扰)，另一部分是相邻的同频基站(即相邻的RRU)对其产生的干扰(例如图1中A网RRU2经由电桥A2、电桥B2、漏泄电缆A、漏泄电缆B、电桥A1、电桥B1对A网RRU1造成的干扰)。前者存在于AB网之间不同步时，后者存在于A网相邻基站时钟不同步时。

表1上行干扰信号强度分析用工程指标

以表1中的典型工程指标进行AB网中RRU共用漏泄电缆时钟不同步情况下的上行干扰估算如下：

A网车载终端到达A网RRU的信号强度

＝终端发射功率-功分损耗+天线增益-600米的路损-漏缆耦合损耗-漏缆插损

＝23dBm-4dB+5dBi-4.2dB×6-66dB-2dB

＝-69.2dBm。

共漏缆同覆盖的B网RRU从电桥返回到A网的干扰

＝基站发射功率-基站邻道抑制-电桥两个端口隔离度

＝43dBm-45dB-25dB＝-27dBm。

从上述计算可见：上行干扰强度(-27dBm)远大于有用信号强度(-69.2dBm)，且超过常规RRU上行抗阻塞指标(-40dBm)，将导致AB网均不可用。

如图2所示，对于AB网车载终端共天线的场景，还会存在A网车载终端和B网车载终端之间的相互干扰。以A网车载终端被干扰为例，干扰主要来源于不同步的B网车载终端(此时处于发射状态)A网车载终端(此时处于接收状态)产生的干扰。

表2下行干扰信号强度分析用工程指标

以表2中的典型工程指标进行AB网车载终端共天线时钟不同步情况下的下行干扰估算如下：

A网RRU到达A网车载终端的信号强度(有用信号)

＝基站发射功率-漏缆插损-600米漏缆路损-漏缆耦合损耗+天线增益-功分器插损(AB网终端不共天线只有一个合路器插损)

＝43dBm-2dB-4.2dB×6-66dB+5dBi-4dB＝-49.2dBm。

B网车载终端到达A网车载终端的干扰强度(AB网共天线)

＝终端发射功率-终端邻道抑制-合路器两个端口之间的隔离度

＝23dBm-30dB-25dB＝-32dBm。

从上述计算可见：AB网时钟不同步时，下行干扰强度远大于有用信号强度，导致网络不可用。

因此如何解决轨道交通LTE双网基站间时钟不同步导致的网间空口干扰，便成为亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统，以避免轨道交通LTE双网基站间时钟不同步导致的网间空口干扰。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统，包括：

第一网络漏泄电缆；

第二网络漏泄电缆；

第一网络RRU，所述第一网络RRU数量为多个，多个所述第一网络RRU随所述城市轨道的延伸方向部署安装，并且每个所述第一网络RRU的射频接口均连接于所述第一网络漏泄电缆，所述第一网络RRU用于与安装于轨道车辆的第一车载终端进行无线通信；

第二网络RRU，所述第二网络RRU数量为多个，多个所述第二网络RRU随所述城市轨道的延伸方向部署安装，并且每个所述第二网络RRU的射频接口均连接于所述第二网络漏泄电缆，所述第二网络RRU用于与安装于所述轨道车辆的第二车载终端进行无线通信。

进一步，所述第一网络RRU和所述第二网络RRU之间两两相邻布置。

进一步，还包括：

第一天线组，所述第一天线组安装于所述轨道车辆，并连接于所述第一车载终端，所述第一车载终端通过所述第一天线组与所述第一网络RRU进行无线通信；

第二天线组，所述第二天线组安装于所述轨道车辆，并连接于所述第二车载终端，所述第二车载终端通过所述第二天线组与所述第二网络RRU进行无线通信。

进一步，所述第一天线组安装于所述轨道车辆的车顶部和/或车底部；

所述第二天线组安装于所述轨道车辆的车顶部和/或车底部。

进一步，所述第一车载终端通过第一功分器连接于所述第一天线组；

所述第二车载终端通过第二功分器连接于所述第二天线组。

进一步，所述LTE-M系统采用1588v2授时协议。

采用本实用新型的城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统，能够使得上行干扰强度低于有用信号强度，并使得下行干扰强度低于有用信号强度，对比现有技术的AB网共漏缆部署方案，本实用新型的双网组网系统，可以规避其中一网络失步时对另一网络的阻塞干扰导致两网络均不可用的风险，以常规工程经验参数，通过RRU布点间距的合理规划，在5MHz带宽场景下，问题小区仍可能满足1列车全自动驾驶的业务需求，避免了AB网时钟不同步情况下双网业务均不可用的极端情况，从而能够有效避免轨道交通LTE双网基站间时钟不同步导致的网间空口干扰和网络部可用的情况。

附图说明

图1为现有城市轨道LTE-M系统中的AB网中RRU共用漏泄电缆的连接结构；

图2为现有城市轨道LTE-M系统中的AB网车载终端共用天线的连接结构；

图3为本实用新型实施例的城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统中的AB网RRU分用漏泄电缆的连接结构；

图4为本实用新型实施例的城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统中的AB网车载终端分用天线的连接结构。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本实用新型作进一步详细说明。

如图3所示，本实用新型实施例的城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统包括第一网络漏泄电缆、第二网络漏泄电缆、第一网络RRU和第二网络RRU。其中，第一网络漏泄电缆例如图3中的A网漏泄电缆，第二网络漏泄电缆例如图3中的B网漏泄电缆，第一网络RRU例如图3中的A网RRU，第二网络RRU例如图3中的B网RRU。

第一网络RRU数量为多个，多个第一网络RRU随城市轨道的延伸方向部署安装，并且每个第一网络RRU的射频接口均连接于第一网络漏泄电缆，第一网络RRU的射频信号馈入第一网络漏泄电缆，第一网络RRU用于与安装于轨道车辆(例如地铁)的第一车载终端进行无线通信。例如图3所示中，A网RRU数量为多个，包括图3所示中的A网RRU1和A网RRU2，虽然未被示出，但本实用新型实施例不仅限于图3中的两个A网RRU。各个A网RRU(包括图3所示中的A网RRU1和A网RRU2)随城市轨道的延伸方向部署安装；每个A网RRU的射频接口均连接于A网漏泄电缆，包括A网RRU1的射频接口连接于A网漏泄电缆以及A网RRU2的射频接口连接于A网漏泄电缆；A网RRU的射频信号馈入A网漏泄电缆，包括A网RRU1的射频信号馈入A网漏泄电缆以及A网RRU2的射频信号馈入A网漏泄电缆；A网RRU(包括图3所示中的A网RRU1和A网RRU2)用于与安装于轨道车辆的A网车载终端进行无线通信。

第二网络RRU数量为多个，多个第二网络RRU随所述城市轨道的延伸方向部署安装，并且每个第二网络RRU的射频接口均连接于第二网络漏泄电缆，第二网络RRU的射频信号馈入第二网络漏泄电缆，第二网络RRU用于与安装于轨道车辆的第二车载终端进行无线通信。例如图3所示中，B网RRU数量为多个，包括图3所示中的B网RRU1和B网RRU2，虽然未被示出，但本实用新型实施例不仅限于图3中的两个B网RRU。各个B网RRU(包括图3所示中的B网RRU1和B网RRU2)随城市轨道的延伸方向部署安装；每个B网RRU的射频接口均连接于B网漏泄电缆，包括B网RRU1的射频接口连接于B网漏泄电缆以及B网RRU2的射频接口连接于B网漏泄电缆；B网RRU的射频信号馈入B网漏泄电缆，包括B网RRU1的射频信号馈入B网漏泄电缆以及B网RRU2的射频信号馈入B网漏泄电缆；B网RRU(包括图3所示中的B网RRU1和B网RRU2)用于与安装于轨道车辆的B网车载终端进行无线通信。

在可选实施例中，第一网络RRU和第二网络RRU之间两两相邻布置，即每一个第一网络RRU边均布置一个第二网络RRU，确保每一个安装点均安装了两个网络的RRU。例如图3所示中，A网RRU1边布置B网RRU1，确保该安装点均安装了AB网的RRU，A网RRU2边布置B网RRU2，确保该安装点也均安装了AB网的RRU。

在本实用新型的城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统的可选实施例中，还包括第一天线组和第二天线组。其中，第一天线组安装于轨道车辆，并连接于第一车载终端，第一车载终端通过第一天线组与第一网络RRU进行无线通信。第二天线组安装于轨道车辆，并连接于第二车载终端，第二车载终端通过第二天线组与第二网络RRU进行无线通信。第一天线组和第二天线组为不同的天线组，二者中的天线不复用，即第一车载终端和第二车载终端之间不复用天线。

其中，第一天线组安装于轨道车辆的车顶部和/或车底部，第二天线组安装于轨道车辆的车顶部和/或车底部。

第一车载终端通过第一功分器连接于第一天线组，第二车载终端通过第二功分器连接于第二天线组。第一功分器与第二功分器为不同的功分器。

例如图4所示中，第一天线组包括车顶天线A1、车顶天线A2、车底天线A1和车底天线A2，车顶天线A1和车顶天线A2安装于轨道车辆的车顶，车底天线A1和车底天线A2，安装于轨道车辆的车底。第二天线组包括车顶天线B1、车顶天线B2、车底天线B1和车底天线B2，车顶天线B1和车顶天线B2安装于轨道车辆的车顶，车底天线B1和车底天线B2，安装于轨道车辆的车底。

第一车载终端例如图4所示中的A网车载终端，第二车载终端例如图4所示中的B网车载终端。第一功分器例如包括图4所示中的功分器A1和功分器A2，第二功分器例如包括图4所示中的功分器B1和功分器B2。

图4所示实施例中，车顶天线A1、车顶天线A2、车底天线A1和车底天线A2通过功分器A1和功分器A2连接于A网车载终端，车顶天线B1、车顶天线B2、车底天线B1和车底天线B2通过功分器B1和功分器B2连接于B网车载终端。

除上述结构以外，本实用新型实施例的城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统中，城市轨道LTE-M系统仍然采用现有的城市轨道LTE-M系统的常规技术，包括LTE-M系统采用1588v2授时协议等，具体可详见城市轨道LTE-M系统的相关标准和现有技术。

本实用新型实施例的双网组网系统，将AB网的RRU进行拆分合路，AB网的RRU信号馈入不同的漏泄电缆(即A网RRU信号只馈入A网漏泄电缆而不馈入B网漏泄电缆，B网RRU信号只馈入B网漏泄电缆而不馈入A网漏泄电缆)。采用本实用新型实施例的城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统，参照表1所示中的工程指标，进行AB网的RRU分漏缆时钟不同步情况下的上行干扰估算如下：

A网车载终端到达A网基站的信号强度(有用信号)

＝终端发射功率-功分损耗+天线增益-600m的路损-漏缆耦合损耗-漏缆插损

＝23dBm-4dB+5dBi-4.2dB×6-66dB-2dB

＝-69.2dBm。

同覆盖的B网对A网的干扰(不共漏缆)

＝基站发射功率-邻道抑制-漏缆插损-漏缆间隔离度-漏缆插损

＝43dBm-45dB-2dB-76dBm-2dB

＝-82dBm。

(说明：漏泄电缆间隔离度工程实测约为76dBm，且漏缆间距对漏缆间耦合损耗影响不大)

从上述计算可见：上行干扰强度(-82dBm)低于有用信号强度(-69.2dBm)约12dB，对比AB网共漏缆部署方案，本实用新型实施例的双网组网系统，可以规避其中一网络失步时对另一网络的阻塞干扰导致两网络均不可用的风险。

本实用新型实施例的双网组网系统，将AB网的车载终端拆分合路，AB网的车载终端信号分别馈入不同的漏缆。采用本实用新型实施例的城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统，参照表2所示中的工程指标，进行AB网车载终端分天线时钟不同步情况下的下行干扰估算如下：

A网到达A网车载终端的信号强度(有用信号)

＝基站发射功率-漏缆插损-600米漏缆路损-漏缆耦合损耗+天线增益-功分器插损(AB网终端不共天线只有一个合路器插损)

＝43dBm-2dB-4.2dB×6-66dB+5dBi-4dB

＝-49.2dBm。

AB网终端天线都做空间隔离(如隔离1m、3m、5m、10m、100m)，则：

B网终端到达A网终端的干扰强度

＝终端发射功率-终端邻道抑制-功分器插损+终端天线增益-天线间隔1m/3m/5m/10/100m的隔离度(自由空间传播模型)+终端天线增益-功分器插损

＝-42.5/-52/-56.5/-62.5/-82.5dBm

以AB网车载终端天线空间隔离5m为例，从上述计算可见：下行干扰强度(-56.5dBm)低于有用信号强度(-49.2dBm)约7dB，以常规工程经验参数，通过RRU布点间距的合理规划，在5MHz带宽场景下，问题小区仍可能满足1列车全自动驾驶(512kbps)的业务需求，避免了AB网时钟不同步情况下双网业务均不可用的极端情况。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统，其特征在于，包括：

第一网络漏泄电缆；

第二网络漏泄电缆；

第一网络RRU，所述第一网络RRU数量为多个，多个所述第一网络RRU随所述城市轨道的延伸方向部署安装，并且每个所述第一网络RRU的射频接口均连接于所述第一网络漏泄电缆，所述第一网络RRU用于与安装于轨道车辆的第一车载终端进行无线通信；

第二网络RRU，所述第二网络RRU数量为多个，多个所述第二网络RRU随所述城市轨道的延伸方向部署安装，并且每个所述第二网络RRU的射频接口均连接于所述第二网络漏泄电缆，所述第二网络RRU用于与安装于所述轨道车辆的第二车载终端进行无线通信。

2.根据权利要求1所述的城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统，其特征在于：

所述第一网络RRU和所述第二网络RRU之间两两相邻布置。

3.根据权利要求1所述的城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统，其特征在于，还包括：

第一天线组，所述第一天线组安装于所述轨道车辆，并连接于所述第一车载终端，所述第一车载终端通过所述第一天线组与所述第一网络RRU进行无线通信；

第二天线组，所述第二天线组安装于所述轨道车辆，并连接于所述第二车载终端，所述第二车载终端通过所述第二天线组与所述第二网络RRU进行无线通信。

4.根据权利要求3所述的城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统，其特征在于：

所述第一天线组安装于所述轨道车辆的车顶部和/或车底部；

所述第二天线组安装于所述轨道车辆的车顶部和/或车底部。

5.根据权利要求4所述的城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统，其特征在于：

所述第一车载终端通过第一功分器连接于所述第一天线组；

所述第二车载终端通过第二功分器连接于所述第二天线组。

6.根据权利要求1至5任一项所述的城市轨道LTE-M系统中的双网组网系统，其特征在于：

所述LTE-M系统采用1588v2授时协议。

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