[发明专利]一种铁路LTE-R无线通信终端设备

说明书

本发明提供一种铁路LTE‑R无线通信终端设备，包括依次连接的LTE‑R信号收发器模块、二级功率放大电路模块、双工模块和接收通路模块；LTE‑R信号收发器模块用来发射和接收信号；二级功率放大电路模块用来放大电路的功率；双工模块用来将发射信号和接收信号隔离，保证发射和接收能同时正常工作；接收通路模块用来将接收到的信号反馈给所述LTE‑R信号收发器模块。本发明在将信号从200mW提升到2W的状态下，邻道泄露比、EVM误差向量幅度和SEM频谱发射波罩等线性指标依然保证了很好的特性，2W的上行功率更适合于铁路等远距离、高速度场景，发射对接收的隔离度性能得到了很好的保障。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种铁路LTE-R无线通信终端设备。

背景技术

近十年来，随着我国铁路的迅速发展，GSM-R系统(专门为铁路通信设计的综合专用数字移动通信系统)在各铁路线上得到了广泛的应用。同时众多铁路新业务的需求也不断涌现，GSM-R属于窄带通信系统，作为第二代移动通讯技术，频谱利用率比较低，主要承载话音业务和少量数据业务，数据速率较低，电路域数据业务一般仅为2 400～9600bit/s，分组域数据业务的速率也仅能达到100多Kbit/s，使得在现有的GSM-R平台上承载视频监控、视频会议、铁路旅客移动信息服务等宽带业务的难度非常大，公众移动通信网从2G向3G、4G的发展，GSM市场萎缩。国际铁路联盟(UIC)在2010年12月召开的第七届世界高速铁路大会上明确指出：高速铁路移动通信长期演进采用铁路宽带移动通信系统(LTE-R)技术发展战略。高速铁路通信将从2G的GSM-R技术跨越3G，直接发展准4G的“LTE-R”技术。与GSM-R相比，LTE-R在频谱利用率、业务速率以及传输时延等方面都存在着优势，GSM-R向LTE-R演化已成为必然。

目前LTE-R的铁路标准还没有规定具体的频段，以频谱特性而言，高频谱有较大的带宽，可提供较高传输流量有助传输速率的提升，低频谱则可提供较长距离的覆盖。LTE-R若运行在高频谱，则基站建置密度要求较高，因为高频谱有较高的传播损耗，信息接收衰落较严重，因此LTE-R基地台之间的距离必须小于2公里，导致基地台数增加、投资成本激增，基地台间的频率也必须频繁地切换。低频频谱如450～470MHz、800～900MHz和1.4GHz也被广泛考虑提供给LTE-R使用。以中国为例，450～470MHz用于中央党政机关、军队、铁路、公安等部门通讯和一些企事业单位的指挥调度系统的通讯频率。450MHz由于频段低，传播损耗小，绕射能力强，采用相同数量的基地台，可以覆盖更大范围。相同的发射功率和传播条件下，同样是运行FDD-LTE技术，450MHz的覆盖距离约是1.8GHz的3.5倍，覆盖同样区域的行动通讯网络，使用450MHz频段所需要的基地台数量仅为1.8GHz的8.3％，非常适合于铁路通讯建设，因此中国铁路局评估沿用450～470MHz运转LTE-R。

在这种现状之下，450MHz的LTE-R模块应运而生，但是市面上的LTE-R模块都是250mW左右或更小的发射功率，对于车载模块来说，功率偏小，因为基站的功率远大于手机的功率，如果远离基站，手机的上行信号如果不增强就无法解析，LTE-R的上行功率较低，系统上、下行覆盖不平衡，尤其是在高速铁路情况下，导致信号单通、质量差、掉话等。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中LTE-R的上行功率较低，系统上、下行覆盖不平衡，在高速铁路情况下导致信号单通、质量差、掉话等的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种铁路LTE-R无线通信终端设备，包括依次连接的LTE-R信号收发器模块、二级功率放大电路模块、双工模块和接收通路模块；所述LTE-R信号收发器模块用来发射和接收信号；所述二级功率放大电路模块用来放大电路的功率；所述双工模块用来将发射信号和接收信号隔离，保证发射和接收能同时正常工作；所述接收通路模块用来将接收到的信号反馈给所述LTE-R信号收发器模块。

优选地，该电路中还包括一级驱动放大器电路，设置在LTE-R信号收发器模块和二级功率放大电路模块之间，用来放大电路的信号，进一步保证信号的线性度。