数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统。该数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统包括近端机及若干远端机；所述近端机通过光纤与一台远端机连接；所述远端机通过光纤以串型级联的方式连接若干台其他远端机；各远端机沿铁路沿线布置。与现有技术相比，采用本实用新型提供的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，可显著减少在高速行驶的列车上进行通讯时的基站切换频率，从而保证在高速行驶的列车上通信的稳定性。
【专利说明】数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及通信【技术领域】，尤其涉及一种数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统。
【背景技术】
[0002]随着国内高速铁路的大规模建设和应用，目前针对高速铁路的轨旁无线通信系统，因为存在多普勒频移及覆盖小区间频繁切换两大问题，从而导致高速铁路轨旁覆盖出现用户终端通信接入中断率高甚至无法通信的难题。
[0003]目前国内运营商采用传统的宏基站密集覆盖方式，因为基带处理部分主要面向的是普通消费用户，未对列车高速移动的多普勒频移进行修正和优化，同时宏基站的覆盖距离有限，当列车高速行驶时会快速通过相邻的几个基站覆盖区域，必然造成信号覆盖区域的频繁切换。基于以上两点，传统的宏基站覆盖方式无法保证在高速行驶的列车上与外界通信的稳定性。
[0004]为规避小区间频繁切换这个问题，目前国外的高速铁路轨旁无线通信系统采用的是模拟光纤拉远通信方式，因模拟光纤拉远通信存在通信距离受光纤的传输损耗影响大、内部噪声高、投入的硬件设备数量大、整体通信效率低等问题，只能满足低速率的无线接入。传统的射频拉远系统，基带处理部分未集成于近端机内，且一般设计安装于室内环境，不适用于高速铁路线状布网的工程实际需求。
实用新型内容
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，减少在高速行驶的列车上进行通讯时的基站切换频率。本实用新型是这样实现的:
[0006]一种数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，包括近端机及若干远端机；所述近端机通过光纤与一台远端机连接；所述远端机通过光纤以串型级联的方式连接若干台其他远端机；各远端机沿铁路沿线布置。
[0007]进一步地，所述近端机包括依次连接的基带处理模块、第一数字处理模块及第一光模块单元；
[0008]所述基带处理模块用于将基带信号进行编码，并将编码后的基带信号转换为基带射频信号后发送到第一数字处理模块；
[0009]所述第一数字处理模块用于将从基带处理模块接收到的基带射频信号编码后通过第一光模块单元发送出去；
[0010]所述第一数字处理模块还用于将通过第一光模块单元接收到的基带射频信号解码后发送到基带处理模块；
[0011]所述基带处理模块还用于将从第一数字处理模块接收到的基带射频信号解码后转换为基带信号。
[0012]进一步地，所述第一光模块单元包括两个第一光收发模块；所述两个第一光收发模块各自连接一台远端机，且该两个第一光收发模块都与其对应近端机的第一数字处理模块连接。
[0013]进一步地，所述近端机还包括与所述第一数字处理模块连接的第一千兆以太网接□。
[0014]进一步地，所述近端机还包括第一监控模块；所述第一监控模块与所述基带处理模块及第一数字处理模块连接，用于监控所述基带处理模块及第一数字处理模块的配置信息及工作状态。
[0015]进一步地，所述远端机包括依次连接的第二光模块单元、第二数字处理模块、功放模块单元、滤波器单元及天线单元；
[0016]所述第二数字处理模块用于通过所述第二光模块单元接收来自近端机或与其连接的其他远端机的基带射频信号并对其进行解码，并将解码后的基带射频信号转换为射频信号后发送到所述功放模块单元；
[0017]所述功放模块单元用于将从所述第二光模块单元接收到的射频信号放大后发送到所述滤波器单元；
[0018]所述滤波器单元用于将从所述功放模块单元接收到的射频信号滤波后通过所述天线单元发送出去；
[0019]所述滤波器单元还用于将通过所述天线单元接收到的射频信号滤波后发送到所述功放模块单元；
[0020]所述功放模块单元还用于将从所述滤波器单元接收到的射频信号放大后发送到所述第二数字处理模块；
[0021]所述第二数字处理模块还用于将从所述功放模块单元接收到的射频信号编码并转换为基带射频信号后通过所述第二光模块单元发送出去。
[0022]进一步地，所述第二光模块单元包括两个第二光收发模块；所述两个第二光收发模块用于与其前后级联的近端机或远端机建立级联关系，且该两个第二光收发模块都与其对应远端机的第二数字处理模块连接。
[0023]进一步地，所述功放模块单元包括第一功放模块及第二功放模块；所述滤波器单元包括第一滤波器及第二滤波器；所述天线单元包括第一天线及第二天线；
[0024]所述第一功放模块与所述第一滤波器连接；所述第一滤波器与所述第一天线连接；
[0025]所述第二功放模块与所述第二滤波器连接；所述第二滤波器与所述第二天线连接。
[0026]进一步地，所述第二数字处理模块连接有千兆以太网接口。
[0027]进一步地，所述远端机还包括第二监控模块；所述第二监控模块与所述第二数字处理模块及所述功放模块单元连接，用于监控所述第二数字处理模块及所述功放模块单元的配置信息及工作状态。
[0028]进一步地，所述近端机或远端机具有一体化防水机箱。
[0029]进一步地，所述基带处理模块还连接有GPS接口。
[0030]近端机及远端机还可包括一电源模块，用于为近端机及远端机内的各功能模块或单元提供工作电压。近端机及远端机中的第一光收发模块及第二光收发模块可采用SFP光收发模块，SFP为“SMALL FORM PLUGGABLE”的简写，为“小型可插拔”的意思，SFP光收发模块体积小，从而使得可在相同大小空间内布置更多的光收发模块，或减小采用光收发模块的装置的体积。
[0031]与现有技术相比，采用本实用新型提供的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，可显著减少在高速行驶的列车上进行通讯时的基站切换频率，从而保证在高速行驶的列车上通信的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]图1:本实用新型提供的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统布置示意图；
[0033]图2:上述数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统中近端机结构示意图；
[0034]图3:上述数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统中远端机结构示意图。
【具体实施方式】
[0035]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。
[0036]如图1所示，本实用新型提供了一种数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，该系统包括近端机I及若干远端机2。其中，近端机I通过光纤与一台远端机2连接，该远端机2又通过光纤以串型级联的方式连接若干台其他远端机2。各远端机2沿铁路沿线布置，可用于对铁路沿线的小区(即铁路轨旁小区6)进行信号覆盖。所谓串型级联是这样一种连接方式:与近端机I连接的远端机2及若干台其他远端机2串联，这样，串联的每一台远端机2都可以作为数据交换的节点，从而使串联的每一台远端机2都可以通过串联在该台远端机2与该近端机I之间的其他远端机2与该近端机I进行数据交换。信号下行时，近端机I用于接收基站3的基带信号，并将基带信号转换为基带射频信号后通过光纤传输到与其串型级联的各远端机2，各远端机2再将该基带射频信号转换为射频信号后发送出去，信号上行时信号反向处理。由此可知，串联的远端机2越多，基站3的信号就能拉远到越远的地方，即基站3的信号覆盖范围就越广。但是，串联的远端机2越多，通信可能产生的延迟越大，通信稳定性也会受到影响，因此，串联的远端机2数量也是有限制的。由于串联的这些远端机2都与同一基站3进行通信，因此，如果将串联的各远端机2沿铁路沿线间隔布置，使各远端机2在铁路沿线的信号覆盖区域无缝衔接，那么，当列车在串联的这些远端机2的信号覆盖区域穿行时，列车上的移动终端不需要进行基站3切换，如果在铁路沿线布置多套这样的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，在高速行驶的列车上进行通讯时就可以避免频繁的基站3切换，从而保证了在高速行驶的列车上通信的稳定性。
[0037]如图2所示，在该数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统中，近端机I可包括依次连接的基带处理模块101、第一数字处理模块102及第一光模块单元103。其中，基带处理模块101用于将基带信号进行编码，并将编码后的基带信号转换为基带射频信号后发送到第一数字处理模块102 ;第一数字处理模块102用于将从基带处理模块101接收到的基带射频信号编码后通过第一光模块单元103发送出去；第一数字处理模块102还用于将通过第一光模块单元103接收到的基带射频信号解码后发送到基带处理模块101 ;基带处理模块101还用于将从第一数字处理模块102接收到的基带射频信号解码后转换为基带信号。
[0038]第一光模块单兀103可包括两个第一光收发模块1031。该两个第一光收发模块1031各自连接一台远端机2，且该两个第一光收发模块1031都与其对应近端机I的第一数字处理模块102连接。这样，如图1所示，一台近端机I可同时在铁路沿线的两个方向上串型级联多台远端机2，从而可减少近端机I的布置数量。
[0039]近端机I还可包括第一千兆以太网接口 106，该第一千兆以太网接口 106与第一数字处理模块102连接，可用于铁路部门作其它基于IP的扩展应用。
[0040]近端机I还可包括第一监控模块104，该第一监控模块104与基带处理模块101及第一数字处理模块102连接，可用于监控基带处理模块101及第一数字处理模块102的配置信息及工作状态。近端机I中，基带处理模块101还可连接GPS接口 105，GPS接口 105用于外接GPS模块，以获取GPS时钟信号，满足基带处理时钟同步的要求。
[0041]为支持高铁系统高速移动的需求，近端机I的基带处理模块101采用了特殊的多普勒频移测量和预补偿技术，在保障标准4G终端兼容性的同时，解决了高速列车移动性支持的问题。近端机I的第一数字处理模块102采用了功率和时延均衡的技术，很好地解决了信号覆盖的一致性问题。
[0042]如图3所示，在该数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统中，远端机2可包括依次连接的第二光模块单元201、第二数字处理模块202、功放模块单元203、滤波器单元204及天线单元205。其中，第二数字处理模块202用于通过第二光模块单元201接收来自近端机I或与其连接的其他远端机2的基带射频信号并对其进行解码，并将解码后的基带射频信号转换为射频信号后发送到功放模块单元203 ;功放模块单元203用于将从第二光模块单元201接收到的射频信号放大后发送到滤波器单元204;滤波器单元204用于将从功放模块单元203接收到的射频信号滤波后通过天线单元205发送出去；滤波器单元204还用于将通过天线单元205接收到的射频信号滤波后发送到功放模块单元203 ;功放模块单元203还用于将从滤波器单元204接收到的射频信号放大后发送到第二数字处理模块202 ;第二数字处理模块202还用于将从功放模块单元203接收到的射频信号编码并转换为基带射频信号后通过第二光模块单元201发送出去。
[0043]第二光模块单元201可包括两个第二光收发模块2011，该两个第二光收发模块2011用于与其前后级联的近端机I或远端机2建立级联关系，且该两个第二光收发模块2011都与其对应远端机2的第二数字处理模块202连接。图3中所示的远端机2为与近端机I直接连接的远端机2，其一个光收发模块与近端机I连接，另一光收发模块与另一远端机2连接。如果不是与近端机I直接连接的远端机2，则远端机2的两个第二光收发模块2011都与远端机2连接。
[0044]功放模块单元203可包括第一功放模块2031及第二功放模块2032，滤波器单元204包括第一滤波器2041及第二滤波器2042，天线单元205包括第一天线2051及第二天线2052。其中，第一功放模块2031与第一滤波器2041连接；第一滤波器2041与第一天线2051连接；第二功放模块2032与第二滤波器2042连接；第二滤波器2042与第二天线2052连接。第一功放模块2031及第二功放模块2032都为一体化功放模块,都包括了低噪声放大器及功率放大器。低噪声放大器可用于将经第一滤波器2041或第二滤波器2042接收的第一天线2051或第二天线2052的信号进行信号放大后发送到第二数字处理模块202，以及，将从第二数字处理模块202接收到的信号进行功率放大后经第一滤波器2041或第二滤波器2042发送到第一天线2051或第二天线2052，再发送出去。
[0045]第二数字处理模块202也可连接第二千兆以太网接口 206，可为客户提供更多铁路沿线业务的应用需要。
[0046]远端机2还可包括第二监控模块208，该第二监控模块208与第二数字处理模块202及功放模块单元203连接，用于监控第二数字处理模块202及功放模块单元203的配置信息及工作状态。
[0047]本实用新型所提供的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统中，近端机I或远端机2都具有一体化防水机箱，其各功能单元或模块都安装在该一体化防水机箱内，便于布置在室外。
[0048]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作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，其特征在于，包括近端机及若干远端机；所述近端机通过光纤与一台远端机连接；所述远端机通过光纤以串型级联的方式连接若干台其他远端机；各远端机沿铁路沿线布置。
2.如权利要求1所述的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，其特征在于，所述近端机包括依次连接的基带处理模块、第一数字处理模块及第一光模块单元； 所述基带处理模块用于将基带信号进行编码，并将编码后的基带信号转换为基带射频信号后发送到第一数字处理模块； 所述第一数字处理模块用于将从基带处理模块接收到的基带射频信号编码后通过第一光模块单兀发送出去； 所述第一数字处理模块还用于将通过第一光模块单元接收到的基带射频信号解码后发送到基带处理模块； 所述基带处理模块还用于将从第一数字处理模块接收到的基带射频信号解码后转换为基带信号。
3.如权利要求2所述的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，其特征在于，所述第一光模块单元包括两个第一光收发模块；所述两个第一光收发模块各自连接一台远端机，且该两个第一光收发模块都与其对应近端机的第一数字处理模块连接。
4.如权利要求2所述的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，其特征在于，所述近端机还包括与所述第一数字处理模块连接的第一千兆以太网接口。
5.如权利要求2所述的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，其特征在于，所述近端机还包括第一监控模块；所述第一监控模块与所述基带处理模块及第一数字处理模块连接，用于监控所述基带处理模块及第一数字处理模块的配置信息及工作状态。
6.如权利要求1所述的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，其特征在于，所述远端机包括依次连接的第二光模块单元、第二数字处理模块、功放模块单元、滤波器单元及天线单元； 所述第二数字处理模块用于通过所述第二光模块单元接收来自近端机或与其连接的其他远端机的基带射频信号并对其进行解码，并将解码后的基带射频信号转换为射频信号后发送到所述功放模块单元； 所述功放模块单元用于将从所述第二光模块单元接收到的射频信号放大后发送到所述滤波器单元； 所述滤波器单元用于将从所述功放模块单元接收到的射频信号滤波后通过所述天线单元发送出去； 所述滤波器单元还用于将通过所述天线单元接收到的射频信号滤波后发送到所述功放模块单元； 所述功放模块单元还用于将从所述滤波器单元接收到的射频信号放大后发送到所述第二数字处理模块； 所述第二数字处理模块还用于将从所述功放模块单元接收到的射频信号编码并转换为基带射频信号后通过所述第二光模块单元发送出去。
7.如权利要求6所述的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，其特征在于，所述第二光模块单元包括两个第二光收发模块；所述两个第二光收发模块用于与其前后级联的近端机或远端机建立级联关系，且该两个第二光收发模块都与其对应远端机的第二数字处理模块连接。
8.如权利要求6所述的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，其特征在于，所述功放模块单元包括第一功放模块及第二功放模块；所述滤波器单元包括第一滤波器及第二滤波器；所述天线单元包括第一天线及第二天线； 所述第一功放模块与所述第一滤波器连接；所述第一滤波器与所述第一天线连接； 所述第二功放模块与所述第二滤波器连接；所述第二滤波器与所述第二天线连接。
9.如权利要求6所述的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，其特征在于，所述第二数字处理模块连接有千兆以太网接口。
10.如权利要求6所述的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，其特征在于，所述远端机还包括第二监控模块；所述第二监控模块与所述第二数字处理模块及所述功放模块单元连接，用于监控所述第二数字处理模块及所述功放模块单元的配置信息及工作状态。
11.如权利要求1所述的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，其特征在于，所述近端机或远端机具有一体化防水机箱。
12.如权利要求2所述的数字光纤射频拉远轨旁无线通信系统，其特征在于，所述基带处理模块还连接有GPS接口。
【文档编号】H04W36/08GK204119529SQ201420391459
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月15日 优先权日:2014年7月15日
【发明者】周宗仪, 廖晓如 申请人:宽兆科技(深圳)有限公司