[发明专利]用于高铁车厢5G信号覆盖的数字中继装置

说明书

用于高铁车厢5G信号覆盖的数字中继装置。本发明包括数字直放站主机单元和分布在车厢内的若干数字直放站从机单元，数字直放站主机单元通过车顶2T2R全向天线无线接收5G信号并通过以太网交换机与每个数字直放站从机单元相连；所述的数字直放站主机单元和数字直放站从机单元均包括电源模块以及依次连接的多模双工合路器、5G同步模块和数字变频大功率一体化模块，所述的5G同步模块自动完成TDD制式无线网络的小区搜索和无线信令处理，得到精确的TDD上下行时隙timing、上下行时隙比信息，通过GPIO接口将上下行时隙指示信号输出。本发明将车厢外5G基站信号引入车厢内进行覆盖，有效地避免了车体损耗对通信的影响。

技术领域

本发明涉及5G通信技术领域，具体是一种用于高铁车厢5G信号覆盖的数字中继装置。

背景技术

公众移动通信系统铁路沿线覆盖方案，通常是通过建设基站和漏泄电缆，将信号穿透列车车厢从而实现车内覆盖。但是随着列车提速和车体材料变化，信号穿透损耗越来越大，为了保持车内覆盖质量，需要进一步缩小基站间距和提高发射功率，这就极大地增加了系统建设成本和建设难度。同时，由于5G系统采用了更高的频率，信号将面临更加严重的穿透损耗，使得穿透列车后的5G信号更加微弱，难以提供良好的网络覆盖。因此，不管是列车本身的升级还是5G的商用，都促使我们有必要研究公众移动通信系统上车方案，以降低或避开车厢严重的穿透损耗，改善车厢内信号质量，增强业务提供能力，降低建设难度和成本。

通过车体屏蔽和无屏蔽覆盖距离对比分析，可见高铁车体屏蔽对覆盖距离影响巨大，直接增加室外基站建设成本。

相比于4G装置，5G装置通过接受过来的信号进行基带解码，可以大大的提高接收的SINR，如接收端的SINR为6dB,可以通过基带解码后再还原，可以达到16dB以上，可以大大提供覆盖质量。相比于4G装置，通常无线放大系统是射频合路，这样会提升整个基站的噪声。而5G装置可以通过基带合路的方式，可以对多个远端数据进行分析，通过算法将有用数据的合路，并去除底噪和无用的杂散，大大减少多个无线放大设备对基站上行的干扰。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种用于高铁车厢5G信号覆盖的数字中继装置，将车厢外5G基站信号引入车厢内进行覆盖，有效地避免了车体损耗对通信的影响。

本发明包括数字直放站主机单元和分布在车厢内的若干数字直放站从机单元，数字直放站主机单元通过车顶2T2R全向天线无线接收5G信号并通过以太网交换机与每个数字直放站从机单元相连；所述的数字直放站主机单元和数字直放站从机单元均包括电源模块以及依次连接的多模双工合路器、5G同步模块和数字变频大功率一体化模块，数字直放站主机单元的多模双工合路器与天线相连，数字直放站从机单元的多模双工合路器连接有发射单元，数字直放站主机单元和数字直放站从机单元的数字变频大功率一体化模块之间通过以太网交换机相连；所述的5G同步模块自动完成TDD制式无线网络的小区搜索和无线信令处理，得到精确的TDD上下行时隙timing、上下行时隙比信息，通过GPIO接口将上下行时隙指示信号输出。

进一步改进，所述的5G同步模块包括至少一路TDD3.5G上下行通道、TDD2.6G上下行通道、FDD1.8G上下行通道。

进一步改进，所述的数字变频大功率一体化模块为集成变频处理模块和功率放大模块的一体化模块，支持多频段、多制式、多通道以及数字变频处理功能并具备大功率放大功能。

进一步改进，所述的多模双工合路器为合路器、滤波器、双工器集成一体的介质模块。

进一步改进，所述的数字直放站主机单元设置有输入功率检测模块，输入功率≥-50dBm时，5G同步模块动态调整直放站下行增益，可降低30dB以上，避免车厢内外公网无线信号干扰。

进一步改进，所述的电源模块具有冗余备份。

本发明有益效果在于：