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  GSM-R是基于目前世界最成熟、最通用的公共无线通信系统GSM平台上开发出来的专为铁路应用的数字式无线通信系统。

  虽然GSM-R是以GSM为基础,但相对于GSM无线通信系统又有着一定的区别。主要表现为:在功能上,它为铁路运营提供定制的附加功能如铁路通信列车调度、列车控制、支持高速列车等;在网络覆盖环境上,其信号覆盖区域多为沿铁路的线状分布而非GSM网络的片装或扇区分布,且沿线覆盖地型较为复杂;在可靠性要求上,GSM-R设备所要求的稳定性和可靠性相对于普通GSM设备要高得多。

  铁路线延伸区域广阔,涉及地形复杂,沿线众多隧道,山体和坡地等因素都对GSMR信号

  形成阻挡产生大量盲区,使用GSMR基站进行整条铁路线的信号覆盖无疑将产生巨额资金投入,结合目前铁路沿线已有的光纤资源,引入信号延伸设备对GSMR基站信号进行延伸和补盲将是一种很好的解决方案,在这种情况下,GRRU(GSM数字光纤射频拉远单元)产品相对于传统直放站产品有着较大的优势。

  在一定程度上,GRRU也是光纤直放站的一种。原来的光纤直放站近端和远端之间的光纤传输的是模拟信号,而GRRU近端和远端之间的光纤传输的则是数字信号,因此,简单的说,原来的光纤直放站,我们可以称它为“模拟”光纤直放站,而GRRU则可以称为“数字”光纤直放站。

  GRRU的原理是:近端(LIM,LocalInterfaceModule)先将基站射频信号下变频到中频,然后再将中频信号进行数字化处理到数字信号,利用数字射频拉远传输系统通过光纤将数字信号传送至远端(RRH,RemoteRadio Head),再经过远端的数字信号处理后恢复到模拟中频信号,再上变频还原到射频信号。它采用先进的数字信号处理技术和数字信号光纤传输技术,可以实现多载波移动通信信号的远距离传输和大容量、大动态范围的信号覆盖。

  对于传统光纤直放站,由于其射频信号是直接调制在光信号中进行传输的,对光信号的放大同时也将环境噪声进行了放大,因此光纤直放站的上行噪声有一个噪声叠加的过程,我们用Nrep表示,当一个光纤直放站带多个远端时,其计算公式为:

  如果我们对所有直放站上行噪声进行控制,优化到上行噪声相同,则此计算公式可以简化为:

  根据此公式计算,两台远端比一台远端的噪声要多3dB,三台则多5dB,这样就会抬升基站的噪声电平,使基站的接收灵敏度和覆盖范围降低。

  而对于GRRU设备,由于光纤中传输的是纯基带的数字信号,不存在环境噪声及底噪叠加的影响,同时数字射频拉远设备由于具有上行噪声抑制功能,因此不会抬升基站噪声电平,从而保证基站的接收灵敏度和覆盖范围。

  对于传统直放站和GRRU来说,都可以有星型组网和链型组网方式,首先我们来看传统直放站的组网结构图:

  如前节所提到的,由于其射频信号是直接调制在光信号中进行传输的,当光信号由于分配、耦合等原因引起信号强度降低时,其射频信号同样会降低,这样就造成在星型组网时,直放站远端一般不会超过4个,链型组网时,直放站远端一般不会超过三个(因为还要链型组网还要考虑光/射频信号的分配比、上行底噪抬升、信号一致性等工程问题),极大地限制了直放站作为信号延伸设备的使用。

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