專利名稱：下行頻偏預(yù)置方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)，尤其涉及一種下行頻偏預(yù)置方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
當(dāng)發(fā)射源與接收體之間存在相對運動時，接收體接收到發(fā)射源發(fā)送的信號的頻率，與發(fā)射源發(fā)射信號的頻率不相同，這種現(xiàn)象稱為多普勒效應(yīng)，接收頻率與發(fā)射頻率之差，稱為多普勒頻偏。在高速列車上，終端在接收或發(fā)送信號均處于高速運動狀態(tài)，使得基站相對于終端處于高速運動狀態(tài)。終端和基站處于高速運動狀態(tài)時，接收到的信號會產(chǎn)生明顯的有多普勒頻移。目前，已陸續(xù)出現(xiàn)速度達(dá)到300-350km/h的高速交通工具，在此速度范圍內(nèi)， 處于交通工具內(nèi)終端的多普勒頻移將超過400HZ，嚴(yán)重影響通信性能，例如，高鐵場景的電路交換(Circuit Switching，簡稱CS)業(yè)務(wù)接通率低于常規(guī)場景8 %，分組交換O^cket Switching,簡稱PS)業(yè)務(wù)接通率低于常規(guī)場景13. 6%。因此，終端和基站必須具有頻偏補償功能以滿足通信需求?；竟残诺郎系南滦行盘柎嬖诙嗥绽疹l移時，會對通信性能會產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。例如，處于idle態(tài)的終端不能讀出主公共控制物理信道(Primary Common Control Physical Channel，簡稱PCCPCH信道)的廣播信息；尋呼指示信道(Paging Indicator Channel，簡稱PICH信道)解調(diào)性能變差，尋呼不到idle態(tài)的終端，降低接入成功率；快速物理接入信道(FastPhysical Access Channel，簡稱FPACH信道)，輔公共控制物理信道 (Secondary Common Control Physical Channel，簡稱 SCCPCH 信道)的解調(diào)性能變差，影響無線資源控制(Radio Resource Control，簡稱RRC)連接的建立，終端接入困難。然而， 目前對公共信道上的下行信號還沒有可行的頻偏補償方案。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種下行頻偏預(yù)置方法及設(shè)備，用以對公共信道上的下行信號進(jìn)行頻偏預(yù)置，減少了公共信道上傳輸?shù)南滦行盘柕竭_(dá)終端時的頻率偏移。本發(fā)明提供一種下行頻偏預(yù)置方法，包括接收到基站天線覆蓋區(qū)各終端在公共信道上發(fā)送的上行信號時，確定接收到各所述上行信號的上行頻偏；根據(jù)各所述上行頻偏，確定所述基站天線在所述公共信道上向各所述終端發(fā)送下行信號時的下行頻偏；根據(jù)所述下行頻偏，對所述基站天線在所述公共信道上發(fā)送下行信號時的下行頻率進(jìn)行預(yù)置。本發(fā)明提供一種下行頻偏預(yù)置設(shè)備，包括上行頻偏確定模塊，用于接收到基站天線覆蓋區(qū)各終端在公共信道上發(fā)送的上行信號時，確定接收到各所述上行信號的上行頻偏；
下行頻偏確定模塊，用于根據(jù)各所述上行頻偏，確定所述基站天線在所述公共信道上向各所述終端發(fā)送下行信號時的下行頻偏；下行頻偏預(yù)置模塊，用于根據(jù)所述下行頻偏，對所述基站天線在所述公共信道上發(fā)送下行信號時的下行頻率進(jìn)行預(yù)置。本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法及設(shè)備，基站天線接收到覆蓋區(qū)各終端在公共信道上發(fā)送的上行信號時，確定接收各終端上行信號的上行頻偏，各上行頻偏反映了各終端在運動狀態(tài)下與基站存在的上行頻率偏移。根據(jù)各終端上行信號的上行頻偏，預(yù)估出基站天線在公共信道上的下行頻偏，并根據(jù)該下行頻偏對下行頻率進(jìn)行預(yù)置，從而減少基站天線尋呼各終端時存在的頻率偏移。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法實施例一流程圖；圖2為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法實施例二流程圖；圖3為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法實施例二中一種應(yīng)用場景圖；圖4為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法實施例二中另一種應(yīng)用場景圖；圖5為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法實施例二中又一種應(yīng)用場景圖；圖6為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法實施例二中終端側(cè)接收頻偏與終端離抱桿的距離的關(guān)系圖；圖7為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法實施例二中優(yōu)化權(quán)值后終端側(cè)接收頻偏與終端離抱桿的距離的關(guān)系圖；圖8為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法實施例二中沒有進(jìn)行下行頻偏預(yù)置時，終端側(cè)接收頻偏與終端離抱桿的距離的關(guān)系圖；圖9為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置設(shè)備實施例一結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置設(shè)備實施例二結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實施例中公共信道主要包括以下信道=PCCPCH信道、SCCPCH信道、FPACH信道、PICH信道等。在高鐵組網(wǎng)方式下，一個基站小區(qū)包括多個天線，基站在所有天線上向終端發(fā)送廣播信息。本發(fā)明主要針對天線向位于列車上的終端發(fā)送下行信號時存在頻率偏差，進(jìn)行估計并預(yù)置補償。
圖1為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法實施例一流程圖。如圖1所示，本實施例包括步驟11 基站天線接收到覆蓋區(qū)各終端在公共信道上發(fā)送的上行信號時，確定接收到各上行信號的上行頻偏。位于基站一天線覆蓋區(qū)的各終端按照規(guī)定頻率向基站天線發(fā)送上行信號，其中各終端位于高速運行的列車內(nèi)。由于多普勒效應(yīng)，基站天線接收上行信號的頻率，與各終端發(fā)送上行信號的頻率存在偏移。基站天線接收到上行信號時，根據(jù)接收上行信號的頻率、信號傳播方向和終端的運動方向，確定各上行信號的上行頻偏。確定上行頻偏的具體公式可為fi = f0 · v/c · cos θ i (公式 1)其中，fQ為載波中心頻率(單位Hz) ；ν是終端運動速度(單位m/s)，若終端處于列車時，V為列車運行速度；C為光速(電磁波傳播速率與光速相同)(單位m/s) ； θ i是第i個終端運動方向和信號傳播方向的夾角，θ i與終端的具體位置有關(guān)&為第i個終端的上行頻偏估計值。例如，基站一天線的覆蓋區(qū)有N個終端時，為確定該天線的下行頻偏， 需分別確定接收來自N個終端的上行信號的上行頻偏。步驟12 根據(jù)各上行頻偏，確定基站天線在公共信道上發(fā)送下行信號時的下行頻偏。為減少終端接收到基站天線在公共信道上發(fā)送的下行信號時存在的頻率偏移，由于時分(Time Division，簡稱TD)系統(tǒng)中上行頻率與下行頻率相同，上行頻偏與下行頻偏也相同，因此基站天線可根據(jù)步驟11中確定出各上行頻偏，對在公共信道上發(fā)送下行信號時的頻率偏移即下行頻偏，進(jìn)行估計。例如，根據(jù)公式( 確定下行頻偏fts0 = α ^1+ α 2f2+ α 3f3+…+ α mfm公式 Q)其中，fm為第M個終端的上行頻偏，α α 2，......α m分別為f2，......fffl的
權(quán)值，α山，α 2f2,......amfm分別為f” f2，......fm的修正值。a ” α 2，......a m分別
與f1;f2，......fm大小有關(guān)。步驟13 根據(jù)下行頻偏，對基站天線在公共信道上發(fā)送下行信號的下行頻率進(jìn)行預(yù)置。頻率的偏移實際上對應(yīng)相位的偏轉(zhuǎn)，因此，確定下行頻偏之后，可對發(fā)送的信號進(jìn)行相應(yīng)相位的調(diào)制，以實現(xiàn)對基站天線發(fā)送下行信號進(jìn)行補償。對下行信號進(jìn)行補償后，可使下行信號到達(dá)終端時逼近系統(tǒng)中心頻率fo。TD系統(tǒng)在高速情況下，利用公共信道上行估計出來的頻偏進(jìn)行下行頻偏的預(yù)置處理，使得到達(dá)終端側(cè)的信號頻率偏移載波中心頻率很小，解調(diào)性能得到保證。公共廣播信道面向的是整個小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的所有用戶，下行廣播信號到達(dá)不同位置用戶的頻偏是不同的，所以僅考慮某一用戶的頻偏，即用某特定用戶的上行估計得到的頻偏來進(jìn)行該小區(qū)下廣播信道的頻偏預(yù)置是不恰當(dāng)?shù)?，公共廣播信道的預(yù)置頻偏必須考慮到小區(qū)下大多數(shù)終端的頻偏補償需求，所以本發(fā)明提出利用多個用戶的上行頻偏，進(jìn)行優(yōu)化加權(quán)處理得到最優(yōu)的下行公共信道頻偏補償值。本實施例下行頻偏預(yù)置方法，基站天線接收到覆蓋區(qū)各終端在公共信道上發(fā)送的上行信號時，確定接收各終端上行信號的上行頻偏，各上行頻偏反映了各終端在運動狀態(tài)下與基站存在的上行頻率偏移。根據(jù)各終端上行信號的上行頻偏，預(yù)估出基站天線在公共信道上的下行頻偏，并根據(jù)該下行頻偏對下行頻率進(jìn)行預(yù)置，從而減少基站天線尋呼各終端時存在的頻率偏移。圖2為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法實施例二流程圖，圖3為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法實施例二的一種應(yīng)用場景圖，圖4為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法實施例二的另一種應(yīng)用場景圖，圖5為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法實施例二的又一種應(yīng)用場景圖。如圖2所示，本實施例包括步驟21 基站天線接收到覆蓋區(qū)各終端在公共信道上發(fā)送的上行信號時，確定接收到各上行信號的上行頻偏。如圖3所示的一種場景，列車處于同一抱桿的兩根天線下，基站在天線1與天線2 上同時發(fā)送下行信號，終端UEl、終端UE2分別位于列車的兩端，終端UE3位于列車的中間位置。天線1接收到終端UE3和終端UEl發(fā)送的上行信號。天線2接收到終端UE3和終端 UE2發(fā)送的上行信號。因此，對于天線1需分別確定終端UE3的上行頻偏和終端UEl的上行頻偏，對于天線2需分別確定終端UE3的上行頻偏和終端UE2的上行頻偏。如圖4所示的另一種場景，列車僅處于一根天線下，基站在天線2發(fā)送下行信號， 終端UE1、UE2分別位于列車的兩端，終端UE3位于列車的中間位置。天線2接收到終端UE1、 終端UE3和終端UE2發(fā)送的上行信號。因此，天線2需分別確定終端UEl的上行頻偏、終端 UE3的上行頻偏和終端UEl的上行頻偏。如圖5所示的又一種場景，列車處于兩個抱桿之間的中間位置，終端UEl、UE2分別位于列車的兩端，終端UE3位于列車的中間位置。天線2接收到終端UEl的上行信號和終端UE3的上行信號、天線2接收到終端UE3的上行信號和終端UE2的上行信號?；驹谔炀€2和天線3上發(fā)送下行信號。因此，對于天線2需分別確定終端UE3的上行頻偏和終端 UEl的上行頻偏，對于天線3需分別確定終端UE3的上行頻偏和終端UE2的上行頻偏。步驟22 根據(jù)各上行頻偏的個數(shù)，對各上行頻偏進(jìn)行線性加權(quán)得到各上行頻偏的修正值，根據(jù)各上行頻偏的修正值確定基站天線在公共信道上向各終端發(fā)送下行信號時的下行頻偏。參見公式2，其中α ” α 2，......α m均可為l/m，即采用線性平均加權(quán)的方法，對
各上行頻偏進(jìn)行修正得到下行頻偏fts(l。如圖3所示的場景，終端UEl的上行頻偏近似為663Hz，終端UE3的上行頻偏近似為 0Hz，天線 1 的下行預(yù)置頻偏值為(663+0)/2 = 331. 5Hz (fts0 = α 1f1+a3f3, Q1= a3 = 1/2，= 663Hz, f3 = 0Hz)。在終端側(cè)引起的頻率偏移為331. 5Hz。對應(yīng)的列車運行速度為180Km/h，相應(yīng)的解調(diào)性能得到提高。天線1發(fā)這下行信號時預(yù)置331. 5Hz頻偏，在終端側(cè)的接收頻偏與終端離抱桿的距離的關(guān)系如圖6所示。若優(yōu)化權(quán)值α ！和 α 3后，下行頻偏為431Hz，則在終端側(cè)接收頻偏與終端離抱桿的距離的關(guān)系如圖7所示。沒有進(jìn)行頻率預(yù)置時，終端側(cè)接收頻偏與終端離抱桿的距離的關(guān)系如圖8所示。如圖8所示， 在終端離抱桿的距離超過30米時，在終端側(cè)接收頻偏大于450Hz。在采用本發(fā)明的技術(shù)方案對公共信道發(fā)送信號的下行頻偏進(jìn)行補償后，如圖6所示，終端側(cè)接收頻偏的絕對值的范圍縮小到300Hz以內(nèi)。若優(yōu)化權(quán)值a i和α 3后，如圖7所示，終端側(cè)接收頻偏的絕對值的范圍會進(jìn)一步縮小。如圖4所示的場景，終端UEl的上行頻偏近似為663Hz，終端UE3的上行頻偏近似為666Hz，終端UE2的上行頻偏近似為667Hz。天線2的下行預(yù)置頻偏值為(663+666+667)/3 =665Hz,因此終端側(cè)接收頻偏趨近于零。如圖5所示的場景，終端UEl的上行頻偏近似為-667Hz，終端UE3的上行頻偏近似為667Hz。天線2上的下行頻偏預(yù)置為667Hz。天線3上的下行頻偏預(yù)置為_667Hz。步驟23 根據(jù)下行頻偏，調(diào)制發(fā)送下行信號時的相位。由于公共信道大部分位于TSO時隙，因此本實施例可提高天線在TSO時隙上發(fā)送下行信號的性能。列車位于兩抱桿中間位置時，采用本發(fā)明下行頻偏預(yù)置方法對抱桿的公共信道進(jìn)行下行頻偏預(yù)置，使得每個抱桿上發(fā)射的下行公共廣播信號到達(dá)終端時頻偏差異很小，從而沒有較大相反頻偏產(chǎn)生的衰落現(xiàn)象。本實施例下行頻偏預(yù)置方法，基站天線接收到覆蓋區(qū)各終端在公共信道上發(fā)送的上行信號時，確定接收各終端上行信號的上行頻偏，各上行頻偏反映了各終端在運動狀態(tài)下與基站存在的上行頻率偏移。根據(jù)各終端上行信號的上行頻偏，預(yù)估出基站天線在公共信道上的下行頻偏，并根據(jù)該下行頻偏對下行頻率進(jìn)行補償，從而減少基站天線尋呼各終端時存在的頻率偏移。圖9為本發(fā)明下行頻偏預(yù)置設(shè)備實施例一結(jié)構(gòu)示意圖，如圖9所示，本實施例包括上行頻偏確定模塊91、下行頻偏確定模塊92和下行頻偏預(yù)置模塊93。上行頻偏確定模塊91，用于接收到基站天線覆蓋區(qū)各終端在公共信道上發(fā)送的上行信號時，確定接收到各上行信號的上行頻偏。下行頻偏確定模塊92，用于根據(jù)各上行頻偏，確定基站天線在公共信道上向各終端發(fā)送下行信號時的下行頻偏。下行頻偏預(yù)置模塊93，用于根據(jù)下行頻偏，對基站天線在公共信道上發(fā)送下行信號時的下行頻率進(jìn)行預(yù)置。具體地，上行頻偏確定模塊91在接收到基站天線覆蓋區(qū)各終端在公共信道上發(fā)送的上行信號時，確定接收到各上行信號的上行頻偏。下行頻偏確定模塊92根據(jù)上行頻偏確定模塊91確定出的各上行頻偏，確定基站天線在公共信道上向各終端發(fā)送下行信號時的下行頻偏。下行頻偏預(yù)置模塊93根據(jù)下行頻偏確定模塊92確定出的下行頻偏，對基站天線在公共信道上發(fā)送下行信號時的下行頻率進(jìn)行補償。如圖10所示，下行頻偏確定模塊 92包括修正子模塊921和下行頻偏確定子模塊922。修正子模塊921，用于修正各上行頻偏；修正子模塊921具體用于根據(jù)各上行頻偏的個數(shù)，對各上行頻偏進(jìn)行線性加權(quán)。下行頻偏確定子模塊922，用于根據(jù)各修正后上行頻偏，確定基站天線在公共信道上向各終端發(fā)送下行信號時的下行頻偏。上述各模塊工作機理，可參見圖1和圖2對應(yīng)實施例中的描述，在此不再贅述。本實施例下行頻偏預(yù)置設(shè)備，基站天線接收到覆蓋區(qū)各終端在公共信道上發(fā)送的上行信號時，上行頻偏確定模塊91確定接收各終端上行信號的上行頻偏，各上行頻偏反映了各終端在運動狀態(tài)下與基站存在的上行頻率偏移。下行頻偏確定模塊92根據(jù)各終端上行信號的上行頻偏，預(yù)估出基站天線在公共信道上的下行頻偏，下行頻偏預(yù)置模塊93根據(jù)該下行頻偏對下行頻率進(jìn)行補償，從而減少基站天線尋呼各終端時存在的頻率偏移。
本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述方法實施例的全部或部分步驟可以通過程序指令相關(guān)的硬件來完成，前述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，執(zhí)行包括上述方法實施例的步驟；而前述的存儲介質(zhì)包括R0M、RAM、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種下行頻偏預(yù)置方法，其特征在于，包括接收到基站天線覆蓋區(qū)各終端在公共信道上發(fā)送的上行信號時，確定接收到各所述上行信號的上行頻偏；根據(jù)各所述上行頻偏，確定所述基站天線在所述公共信道上向各所述終端發(fā)送下行信號時的下行頻偏；根據(jù)所述下行頻偏，對所述基站天線在所述公共信道上發(fā)送下行信號時的下行頻率進(jìn)行預(yù)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的下行頻偏預(yù)置方法，其特征在于，根據(jù)各所述上行頻偏，確定所述基站天線在所述公共信道上向各所述終端發(fā)送下行信號時的下行頻偏，包括修正各所述上行頻偏；根據(jù)各修正后上行頻偏，確定所述基站天線在所述公共信道上向各所述終端發(fā)送下行信號時的下行頻偏。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的下行頻偏預(yù)置方法，其特征在于，修正各所述上行頻偏具體為，根據(jù)各所述上行頻偏的個數(shù)，對各所述上行頻偏進(jìn)行線性加權(quán)。
4.一種下行頻偏預(yù)置設(shè)備，其特征在于，包括上行頻偏確定模塊，用于接收到基站天線覆蓋區(qū)各終端在公共信道上發(fā)送的上行信號時，確定接收到各所述上行信號的上行頻偏；下行頻偏確定模塊，用于根據(jù)各所述上行頻偏，確定所述基站天線在所述公共信道上向各所述終端發(fā)送下行信號時的下行頻偏；下行頻偏預(yù)置模塊，用于根據(jù)所述下行頻偏，對所述基站天線在所述公共信道上發(fā)送下行信號時的下行頻率進(jìn)行預(yù)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的下行頻偏預(yù)置設(shè)備，其特征在于，所述下行頻偏確定模塊包括修正子模塊，用于修正各所述上行頻偏；下行頻偏確定子模塊，用于根據(jù)各修正后上行頻偏，確定所述基站天線在所述公共信道上向各所述終端發(fā)送下行信號時的下行頻偏。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的下行頻偏預(yù)置設(shè)備，其特征在于，所述修正子模塊具體用于根據(jù)各所述上行頻偏的個數(shù)，對各所述上行頻偏進(jìn)行線性加權(quán)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種下行頻偏預(yù)置方法及設(shè)備。該方法包括接收到覆蓋區(qū)各終端在公共信道上發(fā)送的上行信號時，確定接收到各上行信號的上行頻偏；根據(jù)各上行頻偏，確定基站天線在公共信道上向各終端發(fā)送下行信號時的下行頻偏；根據(jù)下行頻偏，對基站天線在公共信道上發(fā)送下行信號時的下行頻率進(jìn)行補償。本發(fā)明減少了公共信道上傳輸?shù)南滦行盘柕竭_(dá)終端時的頻率偏移。
文檔編號H04B7/01GK102332942SQ201010229560
公開日2012年1月25日 申請日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月12日
發(fā)明者張力強, 徐紹君, 李國棟, 王健康, 趙淵, 魏立梅 申請人:鼎橋通信技術(shù)有限公司