多功能GSM‑R數字處理模塊的製作方法

2023-05-03 07:35:06 1

本實用新型涉及無線移動通信設備領域，具體是一種多功能GSM-R數字處理模塊。

背景技術：

數字處理模塊主要將數字基帶信號變頻濾波後轉換成射頻信號，反之將射頻信號轉換成數字基帶信號。數字處理模塊是數字通信設備中核心模塊之一。

目前中國鐵路的高速發展，對安全和可靠性要求尤其高，所以現有的中頻板模塊已不能滿足現有設備的可靠性要求，主要表現在：光傳輸速率不夠（速率1.25Gbps），輸入/輸出射頻埠不能冗餘備份，各種數據接口布局與預留不足，無透傳乙太網通道，射頻埠載波數不足等缺點。

技術實現要素：

本實用新型為了解決現有技術的問題，提供了一種多功能GSM-R數字處理模塊，一體化設計，將多個接口集成，不僅支持射頻埠輸出，同時還支持將射頻數據通過CPRI協議發送和接收，提供多種數據輸入輸出方式。

本實用新型包括CPU模塊、電源模塊和數字處理電路DSP，所述的CPU模塊包括至少一路RS485接口、至少一路RS232接口、至少一路乙太網接口、至少一路I/O接口；所述的數字處理電路DSP連接有兩路射頻輸入埠、兩路射頻輸出埠、乙太網透傳接口和四個光接口，其中，兩路射頻輸入埠依次通過下變頻DC和模數轉換ADC連接到數字處理電路DSP，數字處理電路DSP依次通過數模轉換DAC、上變頻UC連接到兩路射頻輸出埠。

進一步改進，所述的數字處理電路DSP中的四個光接口採用CPRI協議，支持3.75Gbps高速率傳輸。

進一步改進，所述的乙太網透傳接口提供多路100/1000Mbps網口，不影響正常的CPRI協議數據，並與CPRI協議共用光纖通道。

本實用新型有益效果在於：

1、一體化設計，將4路射頻信道、4路光通道、多路RS485通道、多路RS232通道、多路乙太網通道和若干個數字或模擬I/O接口等集成一個PCB板件，降低了數據線連接的不穩定性；

2、具有獨立的4個光接口，光接口類型可支持SC，LC，FC等，並支持3.75Gbps高速率傳輸。

3、具有高速透傳接口：一個100/1000Mbps乙太網透傳接口，不影響正常的數據通信，能為視頻圖像、應急通信等提供高速透傳的數據通信通道。

4、支持多種光纖組網方式，如星型、鏈型、環型和交織性組網。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

圖2為本實用新型面板示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

本實用新型結構如圖1所示，面板結構如圖2所示，包括CPU模塊、電源模塊和數字處理電路DSP，所述的CPU模塊包括至少一路RS485接口、至少一路RS232接口、至少一路乙太網接口、至少一路I/O接口；所述的數字處理電路DSP連接有兩路射頻輸入埠、兩路射頻輸出埠、乙太網透傳接口和四個光接口，其中，兩路射頻輸入埠依次通過下變頻DC和模數轉換ADC連接到數字處理電路DSP，數字處理電路DSP依次通過數模轉換DAC、上變頻UC連接到兩路射頻輸出埠。

2路射頻輸出埠：可以由2路射頻輸入埠的任意一路或多路的數據經過DSP編碼與調製、數模轉換DAC、上變頻UC濾波後射頻輸出，也可以4路光口的CPRI協議的基帶數據經過經過DSP編碼與調製、數模轉換DAC、上變頻UC濾波後射頻輸出；2路射頻信號可以支持任意組合成GSM-R上行鏈路頻率或下行鏈路頻率輸出。

2路射頻輸入埠：可以任意接入GSM-R上行鏈路射頻信號或下行鏈路射頻信號，並將數據經過下變頻DC、模數轉換ADC後進入數字處理電路DSP解調、解碼和信令分析等處理後得到基帶數據信號再由數字光模塊進行傳輸。

I/O接口：提供若干個I/O接口，分為輸入接口和輸出接口。

RS485接口：提供若干個RS485通信接口，可以通過此接口與其他模塊進行數據通信。

RS232接口：提供若干個RS232通信接口，此接口支持全雙工通信接口。

乙太網接口：100Mbps網口，通過此接口可以本地對中頻處理模塊進行調試與各種軟體測試。

乙太網透傳接口：多路100/1000Mbps網口，與光接口間，具有透傳功能，不影響正常的CPRI協議數據，並與CPRI協議共用光纖通道。

光接口：支持不小於3.75Gbps傳輸速率。

功能要求：

1自動時延調整

本模塊支持手動和自動時延調整，最大調整時延不小於200μs。

2多種組網方式

本模塊支持星型、菊花鏈型、環型、交織型等組網方式，適應鐵路各種組網應用。

3多路射頻並行數字處理

本模塊具有多路射頻信號同時輸入時，內部數字處理電路支持並行處理。

4 具備4個及以上CPRI光傳輸接口

5 具有底噪抑制功能

本模塊具有底噪抑制技術，具有底噪抑制開關及抑制門限，可以通過手動設置抑制信號的門限，若小於門限的信號，一律被抑制，抑制度不小於17dB。

6 支持光口高速率傳輸

本模塊的光口支持高速率傳輸：不小於3.75Gbps傳輸速率，滿足了大數據和多模塊間通信時間要求。

7 具有高速透傳接口

支持一路100/1000Mbps乙太網透傳接口，能為視頻圖像、應急通信等提供高速透傳的數據通信通道。

主要性能指標：

（1）工作頻段

上行：885MHz～889MHz；

下行：930MHz～934MHz；

（2）最大允許輸入電平：不小於20dBm，無損壞；

（3）最大輸出功率：不小於10dBm；

（4）增益調節範圍：不小於20dB，步進為1dB；

（5）相位誤差和平均頻率誤差

相位誤差：優於±5°均方根值（RMS) ；

優於±20°峰值；

平均頻率誤差優於±0.05×10-6；

（6）互調：不大於-70dBc（輸出功率為0dBm時）；

（7）時延調節範圍：不小於200μs；

（8）每路射頻輸入接口：支持不少於8路載頻同時輸入；

（9）環型組網故障切換時間：不大於10s；

（10）功耗：不大於35W。

本實用新型具體應用途徑很多，以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本實用新型的保護範圍。