摘要：介绍GPS共享器的概念、技术特点及工作原理、技术测试指标、GPS共享器的应用场合等。

　　关键词：GPS共享器工作原理技术特点技术指标应用场景

　　The application of GPS sharing device in wuxi Metro Communication

　　LING Yue，Nanjing University of Posts and Telecommunication

　　Abstract：Introduction of GPS sharing concept, technical characteristics and working principle, technical index, GPS share applications etc..

　　Key words：GPS sharing device,The principle of work,Technical characteristics,Application of scene。

　　1、引言

　　中国电信及中国移动的3G网络和LTE网络都要使用高精度的GPS时钟信号才能保证设备的正常运行，但由于地铁建设的特殊性往往GPS馈线长度一般要在100米左右，长的甚至达到250米左右，远远超过BBU设备接收GPS信号所接收的长度，严重影响了设备的精确运行。还有再加上地铁机房内有多套BBU等需要GPS信号的设备，这样就要布放许多馈线并在地铁入口处要增加许多GPS接收头，既给施工及维护带来不便，又影响地铁站口的美观(地铁站口不允许装许多GPS蘑菇头)。为此，中国电信无锡分公司采用了GPS共享器设备解决了只要用1套GPS共享器设备外加2根1/2馈线解决了困扰地铁商用通信时钟精度的难题，同时也解决了其他BBU池等需要布放大量馈线及GPS接收器的问题。

　　2、GPS共享器介绍

　　GPS共享器为江苏中博公司生产的1个2U高的设备(如图一)，其内部主要有电源系统及GPS接收差转器等组成。其中电源系统有2套，采用双路供电工作方式，负责给设备供电;GPS接收差转器负责接收、放大、转发并输出GPS信号。GPS共享器工作状态如下图二所示，即2路GPS输入信号经过防雷装置后引入GPS共享器，经GPS共享器接收、放大、转发，最后在GPS输出端口输出GPS信号。

　　图一GPS共享器设备

　　图二：GPS信号共享器工作状态图

　　1)、GPS信号多路共享技术

　　GPS信号多路共享技术是GPS共享器的关键技术，其核心就是一种无线耦合的信号生成方法(如图三)。即在屏蔽良好的空间装置中设置信号转发天线及多组微带接收天线，将从外部接收到的1路或2路GPS信号，在屏蔽良好的空间内发射出去，各组微带接收天线同时以无线耦合的方式相互独立地将信号接收下来并转发给多个输出端，这种信号转发方法将输入端与输出端通过物理空间予以隔离，有效地隔绝了外界干扰，并且各路输出端独立输出信号。因此能够克服传统信号转发方式在输出端继承和放大外部干扰、各输出端之间互相干扰、输出端数量受限制等弊端。

　　图三：GPS信号无线耦合方法示意图

　　图注：(1)15为屏蔽良好的空间装置

　　(2)111/112为GPS接收天线

　　(3)121/122为信号转发天线

　　(4)131～135为微带接收天线(最多可12个)

　　(5)141～145为需要GPS信号的负载设备(最多可12个)

　　(6)161/162为信号防雷(滤波)处理单元

　　(7)171/172为信号放大处理单元

　　2)、GPS共享器工作原理

　　GPS共享器工作原理：GPS接收天线(111/112)用于接收GPS信号;并将接收到的GPS信号传送给信号放大处理单元(171/172)，进行低通滤波及进行线性放大(信号放大约30dB以上);然后再传送给信号转发天线(121/122)，信号转发天线在信号耦合空间中转发GPS信号;微带接收天线(131～13x)在信号耦合空间中接收转发的GPS信号，并将GPS信号独立传送到GPS信号输出端(141～145)，供负载设备。

　　为提高GPS信号共享器的安全性和稳定性，该装置还设计了信号防雷(滤波)处理单元(161/162)。防雷单元位于GPS接收天线和信号放大处理单元之间，用于滤除GPS接收天线接收的GPS信号的浪涌电流等。

　　3、GPS共享器的技术特点

　　GPS共享器通过将GPS信号放大转发等实现多台设备共享GPS信号，一方面可减少同址GPS天线数量;另一方面可解决GPS信号偏弱的问题。例如无锡地铁1号线和2号线的部分站点由于输入线路最长的达到200米以上使收到的GPS信号很弱，且需要使用GPS信号的设备较多，通过使用本设备解决了这些问题，并实现了多个设备对GPS信号的共享，节约了工程成本，减小了工程实施的难度，提高了负载设备运行的稳定性和安全性。

　　GPS共享器由于其采用的是一种无线耦合的数字信号生成方法，且输入和输出空间隔离，因此以下几个技术特点: 输入和输出信号由于采用了空间物理隔离的方法，可以隔绝外部天线引入的有雷击或浪涌电流，雷击或者浪涌产生的感应电流无法通过空间隔离传入后级，避免负载设备受损，防雷效果非常显著，系统安全性高; 各路输出信号独立生成，不会相互干扰，其中任意一路输出故障，不会影响其它输出的负载设备，系统稳定性好; 采用2套GPS天线输入，这2套输入信号可以同时工作或各自独立工作，即热备用工作方式，确保了GPS共享器只要有1路GPS信号输入就能输出稳定的GPS信号; GPS共享器输出信号数量不受输入信号数量的限制，可根据设备的型号选择不同的输出端口数量，一般有2路输入4路输出、2路输入6路输出、2路输入12路输出等; GPS信号输入如果受到条件限制无法新建室外GPS 天线等，则还可将本设备进行级联使用，都能取得优良的效果。

　　4、GPS共享器技术指标

　　1)GPS信号输入与输出频谱对比

　　GPS信号未经GPS共享器设备的输入频谱图(如图四);GPS信号经过GPS共享器设备后的输出频谱图(如图五)。

　　图四：GPS信号输入频谱图

　　图五：GPS信号输出频谱图

　　2)GPS共享器技术指标

　　技术指标： 工作频率(MHz) 1575±5.0 增益(dB) 整机增益8±1.0 功放增益28 噪声系数(dB) ≤1.5 驻波比(VSWR) ≤1.4 标称阻抗(Ω) 50 接口类型 SMA-K GPS信号输出端口数 12 GPS信号输入端口数 2 输入电压 DC 48V 工作电源 5V/1A 反馈供电 5V/25mA 工作温度(°C) -40～+70 存储温度(°C) -55～+85

　　5、应用场景

　　GPS共享器对负载设备(BBU等需要获取GPS同步信号的设备)的型号、制式等没有限制，适用于在华为、中兴、诺基亚等多种制式的BBU及基站等各种应用场景，也适用于所有需要获取GPS同步的网络设备。特别适合需要布放大量GPS天线或GPS信号馈线太长等各种施工场景。例如：无锡地铁1号线和2号线;无锡电信国脉集中BBU池、无锡电信西园里集中BBU池等场景。

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