GSM-R交织组网直放站接入基站的容量分析.pdfVIP

研究与 创新 GSM- R交 织 组 网 直 放 站 接 入 基 站 的 容 量 分 析 ■　刘辉 1 概述 式中：K——波尔兹曼常数 ，取1.38 ×10- 23J /K； 在GSM - R无线通信系统 中，为保证铁路沿线特别是 T——开氏温度，取常温290 K； 山地 、隧道 、路堑等常规通信盲 区的正常通信，通常采用 B——信号带宽，GSM- R 系统信号带宽 200 kHz ； 光纤直放站设备对基站信号进行延伸覆盖。使用光纤直放 NFBTS ——基站噪声系数。 站进行覆盖 的优点是投资少、安装方便、对工作环境要求 在G SM - R系统中，10 lg （K ×T ×B ）是一个常数， 低，可 以很快地解决GSM - R通信信号覆盖 问题。 其值为- 12 1 d Bm 。 由于直放站是有源设备 ，直放站 内部有较 多有源放 2. 2　单个直放站引入噪声计算 大器件，相关噪声 （包括设备本身噪声和环境噪声 ）经过 直放站引入 噪声是指直放站所产生 的噪声经放大和传 放大和有效路径损耗后进入基站 ，常常会提高接收机噪声 输路径损耗后，到达基站接收端 口的热噪声电平。 电平 ，导致施主基站的接收灵敏度下 降。一般来说 ，由于 P IN= 10lg （K×T ×B ）＋NF RE P ＋G REP p - P Los s （2 ） GS M - R信号要求沿铁路线线状分布 ，通常一 台直放站无 式中：NFREP ——直放站噪声系数； 法满足信号 的覆盖 需要，出现一个基站带多个直放站的情 GRE P p ——直放站上行增益 ； 况，而在直放站设备较多情况下 ，其 噪声积累效应直接影 P Loss ——基站到直放站路径衰减值。 响施主基站的覆盖和容量。 基站到直放站路径衰减值可 以通过基站输 出功率 、直 特别是在高速铁路GS M- R直放站系统中，为保证信 放站输出功率、直放站下行增益来计算 ： 号覆盖的稳定性，直放站设备往往要求交织组网，当主从 W B S- P Los s ＋G REPdow n=W REP （3 ） 任意一个基站或光纤发生故障时，系统都能保证G SM - R 式中：W BS ——基站输出功率； 系统 的正常覆盖和通信。这种直放站组网方式提升 了系统 WREP ——直放站输出功率； 的稳定性，但同时 由于基站会同时接收到主 、从直放站的 GRE Pdown ——直放站下行增益。 上行噪声，在一定程度上加大基站引入的噪声。因此必须 合并公式 （2 ）， （3 ）可得： 对系统中直放站数量及引入噪声进行分析，从而保证基站 P IN= 10lg （K×T ×B ）＋NF RE P- （G REPdow n - G RE P p ）- 的接收灵敏度和上行容量。 （W B S- W RE P ） （4 ） 由于 10 l g （K ×T ×B ）是一个 常数 ，因此 由公式 2　基站及直放站底噪相关计算及公式推导 （4 ）可得出以下结论： 2. 1　基站设备 自身噪声计算 在理想状况下 ，单个直放站 引入 噪声只与直放站本 基站底噪P B TS= 10lg （K×T ×B ） ＋NFB TS