CN102123113B

CN102123113B - 一种高铁小区中公共信道信号的传输方法

Info

Publication number: CN102123113B
Application number: CN 201010033873
Authority: CN
Inventors: 袁乃华; 徐绍君; 肖健; 任丽达; 佟学俭; 柳斯白
Original assignee: TD Tech Ltd
Current assignee: TD Tech Ltd
Priority date: 2010-01-11
Filing date: 2010-01-11
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2030-01-11
Also published as: CN102123113A

Abstract

本发明公开了一种高铁小区中公共信道信号的传输方法，包括：为高铁小区的各个发射塔分配所述公共信道信号采用的码道和midamble码，且任意两个相邻发送塔的所述公共信道信号采用的码道不同、且采用的midamble码不同；位于铁路列车上的高铁直放站处于任意两个发射塔的公共覆盖区域时，所述高铁直放站接收所述任意两个发射塔发送的公共信道信号，根据该两个发射塔中所述公共信道信号各自采用的码道和midamble码，分别估计该两个发射塔发送的所述公共信道信号的频偏，并估计所述公共信道信号；将估计得到的公共信道信号通过所述高铁小区的主载波发送给所述铁路列车上的UE。应用本发明，能够提高公共信道信号的接收性能。

Description

一种高铁小区中公共信道信号的传输方法

技术领域

本发明涉及通信系统中的信号传输技术，特别涉及一种高铁小区中公共信道信号的传输方法。

背景技术

在高铁小区中，UE在高速移动时会相对工作频点产生一个频偏，在目前的网络处理中，UE在专用链路建立后，利用频偏补偿算法可以对相对于工作频点的频偏进行估计，使UE在高铁小区中专用链路产生的频偏得到补偿，解决了高铁小区中专用业务的性能问题。

但在实际应用中发现，UE在高铁运行时，如处于idle或Cell-FACH/Cell_PCH/Ura_PCH状态时，对公共信道PCCPCH信号的接收性能有问题，具体问题描述如下：

如图1所示的高铁小区中，假设UE所在小区的主载波为f₁，小区中的各个发射塔在频点f₁上的TS0向UE发送公共信道信号，并且各个发射塔发送的同一公共信道信号采用相同的码道和midamble码配置，例如，PCCPCH信号利用C₁₆ ¹和C₁₆ ²码道，midamble码采用m₀。当UE从发射塔1向发射塔2移动时，UE在发射塔1和发射塔2的中间区域，如图1中阴影区域所示，UE会接收到发射塔1产生的-Δf的频偏信号，同时会接收到塔2产生的一个+Δf的频偏信号，由于两个频偏信号在相同的主载波上，采用相同的码道和midamble码，这样在UE处会导致接收的±Δf频偏信号的叠加，当±Δf频偏信号的信号强度较接近时，例如，两个信号相差6dB，将导致UE接收的信号幅度出现快衰，无法正确解调出信号，继而无法读取系统消息导致无法驻留小区。根据测试结果显示，当高铁运行时速达到430km/小时时，UE在阴影区域的衰落幅度能达到30％-40％。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种高铁小区中公共信道信号的传输方法，使高铁小区中的UE在idle或Cell-FACH/Cell_PCH/Ura_PCH状态下时，能够提高公共信道信号的接收性能。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种高铁小区中公共信道信号的传输方法，包括：

为所述高铁小区的各个发射塔分配用于覆盖运行中的铁路列车的所述公共信道信号采用的主码道和主midamble码，且任意两个相邻发送塔的所述公共信道信号采用的主码道不同、且采用的主midamble码不同；

位于运行中的铁路列车上的高铁直放站处于任意两个发射塔的公共覆盖区域时，所述高铁直放站接收到所述任意两个发射塔发送的公共信道信号后，根据该两个发射塔中所述公共信道信号各自采用的主码道和主midamble码，分别估计该两个发射塔发送的所述公共信道信号的频偏，并估计所述公共信道信号；

将估计得到的公共信道信号通过所述高铁小区的主载波发送给所述铁路列车上的UE。

较佳地，所述高铁直放站估计所述公共信道信号为：

根据所述两个发射塔中所述公共信道信号各自采用的主码道和主midamble码，分别估计所述两个发射塔所发送的公共信道信号，并根据该两个发射塔发送的公共信道信号的频偏，对估计的该两个发射塔上的公共信道信号分别进行频偏补偿；将频偏补偿后两个公共信道信号中较强的一路公共信道信号，作为所述公共信道信号的估计结果；

或者，根据所述两个发射塔中所述公共信道信号各自采用的主码道和主midamble码，分别估计所述两个发射塔所发送的公共信道信号，并根据该两个发射塔发送的公共信道信号的频偏，对估计的该两个发射塔上的公共信道信号分别进行频偏补偿；将频偏补偿后的两个公共信道信号进行合并，将合并结果作为所述公共信道信号的估计结果。

较佳地，所述高铁直放站估计所述公共信道信号为：

估计所述任意两个发射塔采用各自的主码道和主midamble码发送的公共信道信号，将两路信号中较强的一路公共信道信号，作为所述公共信道信号的估计结果。

较佳地，所述频偏补偿在基带部分进行或在射频部分进行。

较佳地，当需要进行高铁外用户或高铁停车时的高铁内用户的覆盖时，该方法进一步包括：对于与现有所述公共信道信号码道配置不同的第一类发射塔，在该第一类发射塔上进一步利用现有所述公共信道信号的码道配置发送所述公共信道信号，用于覆盖高铁外用户或高铁停车时的高铁内用户，其发射功率小于第二类发射塔的公共信道信号发射功率，使所述高铁直放站上对于第一类发射塔和第二类发射塔上不同码道配置的信号强度判断不受影响；所述第二类发射塔为仅采用现有所述公共信道信号码道配置进行公共信道信号发送的发射塔。

由上述技术方案可见，本发明中，为高铁小区的各个发射塔分配所述公共信道信号采用的主码道和主midamble码，其中，任意两个相邻发送塔的该公共信道信号采用的主码道不同、且采用的主midamble码不同；在进行公共信道的信号传输时，若位于铁路列车上的高铁直放站处于任意两个相邻发射塔的公共覆盖区域，则高铁直放站接收这两个发射塔发送的公共信道信号后，根据该两个发射塔中该公共信道信号各自采用的主码道和主midamble码，分别估计该两个发射塔发送的公共信道信号的频偏，并估计相应的公共信道信号；将估计得到的公共信道信号通过预设的高铁直放站的主载波发送给铁路列车上的UE。通过各个发射塔上公共信道信号的码道和midamble码设置，使得高铁直放站在两个相邻发射塔的公共覆盖区域时，接收承载在不同主码道上、并采用不同主midamble码的公共信道信号，因此，不会产生频偏的相互叠加，从而使高铁直放站能够正确估计不同码道和midamble码所承载的公共信道信号的频偏，并进行公共信道信号的估计；进一步地，高铁直放站将估计得到的公共信号通过高铁的主载波发送给UE，由于高铁直放站和UE之间的公共信道信号传输不涉及不同路径的频偏叠加，从而能够提高UE对公共信道信号的接收性能。

附图说明

图1为高铁小区示意图。

图2为本发明实施例中公共信道信号传输方法流程的示意图。

图3为高铁小区中依照本发明进行的配置示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明做进一步详细说明。

本发明的基本思想是：利用码道分集方式来传输相邻发射塔的公共信道信号，从而避免频偏叠加，提高公共信道信号的接收性能。

图2为本发明中公共信道信号传输方法的具体流程图。在该流程中，以对PCCPCH信号的传输为例进行说明。如图2所示，该方法包括：

步骤201，在位于高铁小区中的高速铁路列车上设置高铁直放站。

现有的高铁直放站放置在高速铁路列车上，用于接收发射塔的信号，经过放大后再转发给UE。本发明中也需要在高速铁路列车上设置高铁直放站，该高铁直放站增加基带处理功能，能够对接收的信号进行解调、频偏估计和频偏补偿。相应功能的实现均为现有方式，只是集成在高铁直放站上即可。

步骤202，为高铁小区的各个发射塔分配用于覆盖运行中的铁路列车的PCCPCH信号采用的主码道和主midamble码，且任意两个相邻发射塔的PCCPCH信号采用的主码道互不相同、且采用的主midamble码互不相同。

高铁小区中的发射塔，主要是为铁路列车上的用户提供信号覆盖服务的。后面将会提到，本发明中将进一步考虑小区内铁路列车外用户的覆盖，对于高铁内用户和高铁外用户的信号覆盖，可能在处理上会存在一些差异，因此，为区分用于覆盖运行中铁路列车的信号和用于覆盖铁路列车外用户的信号，本发明中引入高铁小区中发射塔发送PCCPCH信号的主码道和主midamble码的概念。该主码道和主midamble码，是用于覆盖运行中的铁路列车的PCCPCH信号的发送方式，其对于铁路列车的信号覆盖方式、信号发送方式等，与现有技术中的PCCPCH信号采用现有码道和midamble码配置时的信号覆盖方式、信号发送方式等相同。

本步骤中，对高铁小区中各个发射塔PCCPCH信号采用的主码道和主midamble码进行配置。如前所述，同一高铁小区的各个发射塔，PCCPCH信号采用相同的码道和midamble码配置，具体地，利用C₁₆ ¹和C₁₆ ²码道，midamble码采用m₀，因此，各个发射塔用于进行PCCPCH信号发送的码道和midamble码也就相同。本发明中，为避免相邻发射塔公共覆盖区域上，在相同码道和midamble码上发送的信号产生频偏叠加，因此，在为各个发射塔分配PCCPCH的码道和midamble码时，为相邻发射塔分配不同的PCCPCH的主码道和主midamble码。

例如，在图3所示的高铁小区中，在塔1和塔3采用主码道C₁₆ ¹和C₁₆ ²、主midamble采用m₀，也就是采用PCCPCH信号的现有码道和midamble码配置；在塔2和塔4采用主码道C₁₆ ³和C₁₆ ⁴、主midamble采用m₁，该主码道和主midamble码配置与PCCPCH信号的现有码道和midamble码不同。

步骤203，当位于运行中的铁路列车上的高铁直放站处于任意两个相邻发射塔的公共覆盖区域时，高铁直放站接收到该两个相邻发射塔发送的PCCPCH信号后，根据接收的PCCPCH信号，估计在相应码道上的PCCPCH信号的频偏。

这里所说的两个相邻发射塔的公共覆盖区域与背景技术中提到的出现UE接收性能急剧下降的区域是不完全相同的，公共覆盖区域是指：高铁直放站能够同时接收到该两个相邻发射塔发送的信号的区域。背景技术中的阴影区域是指，UE接收的两个相邻发射塔发送的信号强度比较接近的区域，例如，两个信号相差6dB以内的区域。

根据步骤202的设置，PCCPCH在每个发射塔上进行分集处理，具体发射处理过程如图3所示，PCCPCH的信息经过CRC处理、信道编码、速率匹配、交织、比特到符号的映射、QPSK调制等处理和以前相同，在塔1和塔3，主码道采用码道C₁₆ ¹和C₁₆ ²，主midamble采用m₀，在塔2和塔4主码道采用码道C₁₆ ³和C₁₆ ⁴、主midamble采用m₁。

高铁直放站中对用于进行一个公共信道信号传输的一组码道和midamble码建立关联关系，例如，保存C₁₆ ¹、C₁₆ ²和m₀的关联关系，以及C₁₆ ³、C₁₆ ⁴和m₁的关联关系。利用保存的关联关系，在相应码道上利用相应的midamble码进行信号接收。并且，可以同时针对保存的多组关联关系，进行多路公共信道信号的接收。

当高铁直放站位于两个相邻发射塔的公共覆盖区域时，能够接收到来自两个发射塔发送的公共信道信号。在整个公共覆盖区域内，高铁直放站利用本步骤及后续步骤的方式对两个相邻发射塔所发送的信号进行处理。

例如，图3所示，高铁直放站位于塔2和塔3的公共覆盖区域，则接收到通过码道C₁₆ ¹和C₁₆ ²、midamble采用m₀发送的PCCPCH信号，以及通过码道C₁₆ ³和C₁₆ ⁴、midamble采用m₁发送的PCCPCH信号。

通过步骤202的设置，相邻发射塔上PCCPCH配置的主码道和主midamble码互不相同，高铁直放站接收的PCCPCH信号承载在不同的码道上，因此，高铁直放站接收的两个PCCPCH信号的频偏就不可能叠加在一起，即使在两个PCCPCH信号幅度比较接近的区域(即背景技术中描述的UE接收信号出现快衰的区域)内，两个PCCPCH信号也不会叠加在一起，因此克服了背景技术中出现的UE接收性能下降的问题。

具体到图3所示的场景，即塔1和塔3上发送的PCCPCH信号承载在码道C₁₆ ¹和C₁₆ ²上，存在频偏Δf₁，塔2和塔4上发送的PCCPCH信号承载在码道C₁₆ ³和C₁₆ ⁴上，存在频偏Δf₂，由于承载的码道不同，因此频偏Δf₁和Δf₂不可能叠加。

本步骤中，根据不同码道上发送的PCCPCH信号，估计每个发射塔所发送的PCCPCH信号的频偏。具体到图3所示的场景，即估计码道C₁₆ ¹和C₁₆ ²上承载的PCCPCH信号的频偏Δf₁，以及码道上C₁₆ ³和C₁₆ ⁴承载的PCCPCH信号的频偏Δf₂。具体估计频偏的方式可以采用任何现有的方式。

步骤204，根据步骤203的频偏估计结果，估计PCCPCH信号。

本步骤的具体实现可以有两种：

方式一、估计步骤203中接收的两个发射塔分别发送的PCCPCH信号，并根据步骤203的频偏估计结果，对估计出的两个发射塔发送的PCCPCH信号分别进行频偏补偿；再将频偏补偿后的两个PCCPCH信号中较强的一路PCCPCH信号，作为PCCPCH信号的估计结果；

例如，图3所示的场景中，高铁直放站估计码道C₁₆ ¹和C₁₆ ²上承载的PCCPCH信号，以及码道上C₁₆ ³和C₁₆ ⁴承载的PCCPCH信号，并分别利用频偏Δf₁和Δf₂进行频偏补偿；再在频偏补偿后的信号中选出较强的一路PCCPCH信号，将该路PCCPCH信号作为估计得到的PCCPCH信号，在下一步骤中发送给UE。

方式二、估计步骤203中接收的两个发射塔分别发送的PCCPCH信号，并根据步骤203的频偏估计结果，对估计出的两个发射塔发送的PCCPCH信号分别进行频偏补偿；将频偏补偿后的两个主载波上的PCCPCH信号进行合并，将合并后的信号作为PCCPCH信号的估计结果；这种方式，能够带来一定的合并分集增益；

例如，图3所示的场景中，高铁直放站估计码道C₁₆ ¹和C₁₆ ²上承载的PCCPCH信号，以及码道上C₁₆ ³和C₁₆ ⁴承载的PCCPCH信号，并分别利用频偏Δf₁和Δf₂进行频偏补偿；再将频偏补偿后的信号进行合并，作为估计得到的PCCPCH信号，在下一步骤中发送给UE。

在上述处理过程中，频偏补偿的操作可以在基带处理部分进行，也可以在发送给UE时的射频处理部分进行。

步骤205，将步骤204得到的估计结果，通过高铁小区的主载波利用与现有相同的码道和midamble码配置发送给UE。

在本步骤中，高铁直放站仍然通过一种码道和midamble码配置将PCCPCH信号发送给UE，具体该配置与现有PCCPCH信号的码道和midamble码配置相同。由于高铁直放站和UE间不存在不同频偏的叠加，因此，UE能够更好地接收PCCPCH信号。

至此，本发明中的公共信道信号传输方法流程结束。通过上述流程，对于网络侧各个发射塔的公共信道信号主码道和主midamble码采用不同的分配策略，从而避免相邻发射塔发送的公共信道信号产生频偏叠加，提高UE对公共信道信号的接收性能；并且，对于UE的处理没有任何变化，UE仍然按照现有的码道和midamble码配置接收公共信道信号，看不到新配置的其他用于PCCPCH传输的码道和midamble码；仅对网络侧进行改进，并且该改进相对较简单，容易实现。

进一步地，在高铁小区中，还可能存在非高铁列车上的用户，为解决高铁小区中非高铁列车上用户的驻留，或高铁列车停车后的驻留问题，在上述本发明流程的基础上，本发明进一步给出如下的处理：

首先，说明一下问题的来源，将高铁小区的发射塔分为两类，第一类是在前述流程中用于传输PCCPCH信号的主码道和主midamble配置与现有配置不同的发射塔，例如图3中的塔2和塔4；第二类是在前述流程中用于传输PCCPCH信号的主码道和主midamble配置与现有配置相同的发射塔，例如图3中的塔1和塔3。当非高铁列车上的用户或高铁列车停车后位于距离第二类发射塔较近的位置时，例如在塔2或塔4下，UE并不知道在码道C₁₆ ³和C₁₆ ⁴上传输PCCPCH信号，因此无法驻留在小区。

为解决该问题，具体处理如下：可以在第二类发射塔上采用与现有相同的码道配置也发送PCCPCH信号，但是通过该现有码道配置发送的公共信道信号强度要比相邻的第一类发射塔上发送的公共信道信号强度小很多，从而保证运行中的高铁列车上的高铁直放站对现有码道配置和新的码道配置的信号强度判断不受影响，同时，由于第二类发射塔也采用现有码道配置发送公共信道信号，因此，非高铁列车上的用户或高铁列车停车后位于距离第二类发射塔较近时，仍能按照原有配置接收公共信道信号，驻留在小区中。例如，图3所示的场景中，可以在塔2上利用码道C₁₆ ¹和C₁₆ ²、midamble码m₀也发送公共信道信号，但是该公共信道信号的强度远小于塔1和塔3上公共信道信号的强度，例如该公共信道信号的覆盖半径仅为塔1和塔间距离的1/5，这样，一方面塔2附近的非高铁列车上用户能够实现在小区中驻留，另一方面运行中的高铁列车上的高铁直放站，仍然能够对利用码道C₁₆ ¹和C₁₆ ²、与利用码道C₁₆ ³和C₁₆ ⁴发送的公共信道信号强度进行正确判断。

另外，在上述公共信道信号传输方法中，以PCCPCH信道的信号传输为例进行了说明，事实上，对于其他在TS0上传输的公共信道信号，只要码道资源充足，也可以采用同样的处理方式，也能够改善UE对该公共信道信号的接收性能，这里就不再赘述。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高铁小区中公共信道信号的传输方法，其特征在于，该方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高铁直放站估计所述公共信道信号为：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高铁直放站估计所述公共信道信号为：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述频偏补偿在基带部分进行或在射频部分进行。

5.根据权利要求1到4中任一所述的方法，其特征在于，当需要进行高铁外用户或高铁停车时的高铁内用户的覆盖时，该方法进一步包括：对于与现有所述公共信道信号码道配置不同的第二类发射塔，在该第二类发射塔上进一步利用第一类发射塔上所述公共信道信号的码道配置发送所述公共信道信号，用于覆盖高铁外用户或高铁停车时的高铁内用户，其发射功率小于第一类发射塔的公共信道信号发射功率，使所述高铁直放站对于第一类发射塔和第二类发射塔上不同码道配置的信号强度判断不受影响；所述第一类发射塔为仅采用现有所述公共信道信号码道配置进行公共信道信号发送的发射塔；其中，所述现有公共信号码道配置为：采用主码道

和

主midamble采用m₀。