【无线射频通信】-高速铁路无线网络覆盖设备浅析

----宋停云与您分享--------宋停云与您分享----高速铁路无线网络覆盖设备浅析目前我国高速铁路进入快速进展阶段，到2023年，我国将建成客运专线42条，总里程1.3万km，其中时速250km的线路有5000km，时速350km的线路有8000km。近年来部分路段高速铁路已正式运营，有越来越多的人选择乘坐高铁出行。随着中国高速铁路进入一个快速进展的时期，如何在高速铁路中优化无线信号，更好的便利于大众、服务于大众，成为国内相关产业链上有识之士需要仔细思索的问题。

而作为中国无线通信设备的主要设备供货商-烽火科技·武汉虹信通信技术有限责任公司，身先士卒，采纳创新、优质的数字直放站产品（XRRU）服务于中国高铁，对京沪高铁沧州段，浙江甬台温高铁、温福铁路等进行掩盖。

从某种意义上来看，电信运营商数字产品和高铁处于共同的历史进展阶段，都处于进展的初期，并面临重大的进展机遇。如何依据高铁建设与运营的进展历程，以科学进展观为指导，建设针对高铁的通信网络，是现阶段电信运营商网络规划的重要任务之一。高速铁路掩盖的特点是速度高、穿透损耗大、切换频繁，这也对移动通信网络提出了更高的要求。

现阶段高速铁路无线网络掩盖主要由以下三种掩盖解决方式

1、基站专网掩盖：采纳宏蜂窝基站掩盖高速铁路，并构成专网；

2、现网调整掩盖：通过对现网基站的调整，增加信号掩盖。现网基站同时掩盖铁路和周边用户；

3、光纤XRRU专网掩盖：采纳光纤XRRU远端掩盖高速铁路，并构成专网。

现在针对以上的三种掩盖解决方式进行分析对比，以此来确定目前高铁无线网络最优化的解决方案：

依据对高速铁路的分析，我们认为光纤XRRU专网掩盖方式更适合高速铁路掩盖。专网形成虚拟的网络，使用的载频资源。

·专网掩盖要求专网信号只掩盖铁路，不掩盖周边区域，要求对信号有很好的掌握，尽量避开对外围区域的泄露；

·专网形成虚拟的网络，只在车站区域设置与大网的出入口，铁路掩盖区不设大网邻区，削减列车运行过程中切换和重选次数；

·专网掩盖完全不汲取大网业务，只汲取列车上的业务；

·专网掩盖使用专用的载频资源，要避开与大网形成同步干扰；

·采纳XRRU系统，以其级联组网方式，保证高铁掩盖的连续性。

专网掩盖优缺点

1、专网掩盖的优点

专网只有唯一的重选切换序列，信号更简洁，重选和切换更顺畅，因此专网能更好地满意列车提速；

专网完全不汲取大网业务，因此只需要配置较少量的载波，频率设计也较简单。

2、专网掩盖的缺点

专网只在车站设有与大网的出入口，假如在车站不能进入专网小区，则在列车运行期间手机将很难进入专网，造成长时间质差的问题；

专网对掩盖质量要求更高，假如手机在专网中一旦脱离专网，将很难重新进入专网，造成长时间质差；

假如铁路外围用户选择了专网信号，那么用户离开铁路掩盖范围时，由于专网没有大网相邻关系，用户会消失脱网和掉话现象。

GRRU专网掩盖方案

依据高速铁路沿线纵深长、掩盖距离远的状况，GRRU系统支持串、并联的组网方式，可进行远距离的掩盖，并且组网方式敏捷多样，非常适用于这种场景。

采纳GRRU系统带状专网掩盖，可以削减切换次数，提高掩盖质量。现网中单个近端最大级联数量11个（最大级联力量16个），最远掩盖距离可达到20公里，保证了高速铁路掩盖的连续性。

GRRU设备上下行载波最多支持16个载波，使用分集后上下行支持8载波，支持各种跳频方式，可依据站点需求设置载频数，可为掩盖区供应大得多的容量。扩容便利，特殊在高铁沿线中的隧道、跨度大桥这类场景中，设备安装位置难以达到的，一旦需要扩容，无需到远端设备做任何硬件改动，只需在近端接入的基站机房进行扩容。

GRRU专网掩盖特点及优点

1、组网敏捷

GRRU可以依据高铁详细状况敏捷组网，除传统的星型组网外，还可以支持级联、环网等组网方式，采纳级联方式组网时，GRRU能够节约了沿线光纤资源的占用。

针对高铁信号掩盖的特别性，供应环形组网能的爱护力量。

2、自动时延调整

GRRU设备具有自动时延校准的功能，近端通过测量不同远端的时延，找出最大时延值并以其为标准调整各个远端的时延，一般仅在设备开通时才发送时延调整指令。在设备开通过程中，一旦发生设备级联、光纤传输链路等发生变化，近端发送时延调整指令，远端自动完成时延的调整。

自动时延调整能自动调整各个远端设备与接入掌握设备之间的时延，使不同的RRH与LIM之间的时延相等，消退同扇区远端之间重叠信号掩盖区域的时延色散干扰，相对于手动时延调整更实时，更精确，程序能够实时跟踪时延的变化并进行调整，削减了人工维护的成本。

3、底噪抑制功能

底噪抑制技术是针对GSM制式的信号而言，由于GSM信号属于时隙信号，有用户时才有时隙被激活，所以我们可以依据时隙功率来进行时隙关断，这样当关断时整个系统的底噪也一起被关断了，从而降低了整个系统的平均底噪，减小了对基站的干扰。

GRRU设备可以单独对各射频拉远单元的上行噪声进行掌握，在带24个远端时引入的噪声不大于-130dBm（带宽为200KHz），可以保证链路平衡不受任何影响。

4、时延色散干扰

需要考虑GRRU站时延的引入对系统造成的影响。可能存在掩盖区与施主扇区掩盖区重叠的可能，假如两重叠信号时延差小于4TA则不会造成任何问题，这是GSM规范规定的。当两信号时延差大于4TA且信号强度相当（差值小于10dB）则将导致手机掉话；因此，这时需要考虑选取背向光纤直放站掩盖区的施主扇区，这样基站重叠区和直放站重叠区就不会产生多径引起的掉话了，而是两个扇区信号的切换。

在GRRU安装过程中会遇到信源基站和光纤直放站信号重叠的问题，就是由于多径传播引起的时间色散产生同频干扰。对于上图所示，我们假设基站到户用之间的信号质量较好，能够接收到正常的基站信号，但是此时假如引入一个GRRU，此时的时延差为delayB-delayA＝（5Km的空间时延＋10Km光缆时延＋设备时延）-5Km的空间时延＝10Km光缆时延＋设备时延＝2Km×4.76us/Km＋10μs＝19.52us15μs（4TA）。此时直放站的信号就只能推断为同频干扰信号，必需小于同频干扰爱护比9dB。

通过上述时延分析，我们提出以下相关建议：尽量选择背向掩盖区域的小区作为GRRU信号源，当采纳RRU+GRRU方式进行掩盖时，RRU的射频信号不直接进行掩盖，避开RRU与GRRU掩盖中使用到的直放站信号掩盖区形成重叠掩盖区。

XRRU设备原理

虹信公司数字射频拉远设备不同于以往的模拟光纤直放站，它将RF信号经变频处理变为中频数字信号，再通过光纤拉远进行传输。其详细工作原理是：近端机将从基站接收到的基站下行信号通过耦合，下变频处理，到基带变为I/Q信号或低中频信号，经ADC变换到数字信号后按肯定帧格式打包成串行数据，再经光纤发送到远端机，远端机经基带处理单元解帧，恢复I/Q或低中频信号，经DAC变换到模拟信号，再上变频到射频，经放射子系统放射出去；远端机将接收到的移动终端上行信号通过上述逆过程，上送至基站接收端。

XRRU设备优势

1、优秀的数字和射频总体方案的设计，采纳国外先进的A/D数字芯片，结合我司长期的FPGA的设计阅历，设备处理力量强，选频设备最多可接入24载波；（标书16载波）

2、射频指标优异，可以在简单的网络中应用，反抗邻频干扰；

3、采纳了高线性功放和高稳定度的时钟源，在EDGE网络下，支持FTP高速下载等互联网业务，在09年河南移动组织的十家GRRU应标厂家测试中，达216Kbit/s，排名第一；

4、IP防护等级可达IP67，完全防尘防水防盐防雾；

5、远端机内置防雷模块，防护等级C级，最大放电电流120kA，最大爱护电压2700V；

6、可以依据特别环境定制双电源和双功放的产品；

7、我公司生产的XRRU产品可以通过微波进行传输。

从国内现阶段的建网趋势来看，XRRU数字直放站产品渐渐的取代传统的模拟直放站产品，特殊是在高铁中的应用，XRRU已经成为了解决高铁无线信号的事实的标准，利用XRRU直放站组网系统，大大提升了组网的敏捷性和业务快速开通。目前XRRU技术进展很快，国内主流厂家都推出了相应的XRRU设备，运营商也特别关注其应用加之，也为XRRU的快速进展增加了动力。

虹信公司从2023年开头了对XRRU技术的跟踪和研发，经过几年的努力，逐步在国内引领XRRU技术的进展，目前已经推出全系列的XRRU产品，获得了客户的大量认可，已经在