CN104426821B - 一种上行频率补偿的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种上行频率补偿的方法，包括：A、在进行频偏估计之前，根据用户设备的移动方向预判频偏的正负号；B、利用一个上行子帧中的导频进行频偏估计，得到频偏估计相位差；C、如果频偏估计值的符号与预判得到的频偏的正负一致，则保持频偏估计相位差不变；如果预判得到的频偏为正，频偏估计值为负，则将频偏估计的相位差加2π作为修正后的频偏估计相位差；如果预判得到的频偏为负，频偏估计值为正，则将频偏估计的相位差减去2π作为修正后的频偏估计相位差；D、根据修正后的频偏估计相位差对数据上行数据进行相位补偿。本申请技术方案相对于现有技术可以进行更大范围的频偏估计。

Description

一种上行频率补偿的方法
技术领域
本申请涉及移动通信技术领域，尤其涉及一种上行频率补偿的方法。
背景技术
在移动通信系统中，用户设备的高速运动会引起多普勒频移，例如如果用户设备以300km/h的速度行驶，载频为2.6GHz，则产生的最大多普勒频移约为722Hz。在上行链路中，用户设备的运动带来的多普勒频偏最多会是两倍的最大多普勒频移，也就是说，用户设备以300km/h的速度行驶，不考虑下行同步误差的条件下，上行频偏最多可以达到1444Hz。在这种频偏条件下，如果不采取一些措施，上行数据无法正确接收。
在已有的频偏估计算法中，有的采用导频来进行频偏估计。例如LTE中利用物理上行共享信道（PUSCH）一个子帧中的两列导频的相位差来进行频偏估计，这种方法可以估计的最大频偏在1071Hz左右，如果上行频偏超过了这个范围，将导致上行信号的不可接收。而在高铁等高速情况下，用户设备的速度有可能会达到甚至超过300km/h，如果载频为2.6GHz，考虑到下行同步的误差为0.01ppm，上行的频偏将达到1444+260=1704Hz，超过了利用导频可以估计的最大频偏范围，这时数据将无法接收。
发明内容
本申请提供了一种上行频率补偿的方法，相对于现有技术可以进行更大范围的频偏估计。
本申请实施例提供了一种上行频率补偿的方法，包括：
A、在进行频偏估计之前，根据用户设备的移动方向预判频偏的正负号；
B、利用一个上行子帧中的导频进行频偏估计，得到频偏估计相位差；
C、如果频偏估计值的符号与预判得到的频偏的正负一致，则保持频偏估计相位差不变；如果预判得到的频偏为正，频偏估计值为负，则将频偏估计的相位差加2π作为修正后的频偏估计相位差；如果预判得到的频偏为负，频偏估计值为正，则将频偏估计的相位差减去2π作为修正后的频偏估计相位差；
D、根据修正后的频偏估计相位差对数据上行数据进行相位补偿。
较佳地，步骤A为：利用上行定时提前量的测量结果确定用户设备的移动方向，进而预判频偏的正负号。
较佳地，所述利用上行定时提前量的测量结果确定用户设备的移动方向，进而预判频偏的正负号包括：如果上行定时提前量值小于31，确定用户设备是朝基站运动，频偏为正；如果上行定时提前量值大于31，确定用户设备背离基站运动，频偏为负。
从以上技术方案可以看出，首先根据用户设备的运动方向判定频偏的正负号，然后利用接收的导频估计频偏，根据预先得知的频偏的正负号对估计的频偏进行纠正，利用纠正后的频偏对数据进行频偏补偿。本申请技术方案相对于现有技术可以进行更大范围的频偏估计，适用于用户设备运动速度较高的应用场景。
附图说明
图1为两列导频的实际相位差与估计出的相位差的关系示意图；
图2为载频为2.6GHz时，用户设备运动速度与频偏的关系示意图；
图3为本申请实施例提供的一种上行频率补偿的方法流程图。
具体实施方式
为使本申请技术方案的技术原理、特点以及技术效果更加清楚，以下结合具体实施例对本申请技术方案进行详细阐述。
在本申请提供的上行频率补偿的方法中，首先根据用户设备的运动方向判定频偏的正负号，然后利用接收的导频估计频偏，根据预先得知的频偏的正负号对估计的频偏进行纠正，利用纠正后的频偏对数据进行频偏补偿。
本申请实施例提供的上行频率补偿的方法流程如图3所示，包括如下步骤：
步骤301：根据用户设备的移动方向预判频偏的正负号。例如，可以利用上行定时提前量（TA）的测量来进行判断。例如，如果上行定时提前量值小于31，确定用户设备是朝基站运动，频偏为正；如果上行定时提前量值大于31，确定用户设备背离基站运动，频偏为负。
步骤302：利用一个上行子帧中的导频进行频偏估计得到频偏相位差φ。例如，上行PUSCH的一个子帧中包含两列导频，两列导频相差7个OFDM符号，对这两列导频进行如下计算：
其中，Δf为频偏值，fc为子载波带宽，K为用户设备的PUSCH的子载波个数，F1为第1个时隙的导频，F2为第二个时隙的导频。
步骤303：根据步骤301得到的导频的正负对频偏相位差φ值进行修正。
在步骤302中得到的φ值的范围为-π＜φ≤π，在实际中，如果频偏较大，两列导频的相位差是会超过φ的范围的，φ的取值可以表示为：
如图1所示。
如果载频为2.6GHz，则用户设备高速运动时上行接收数据产生的频偏与用户设备速度的关系如图2所示。
由图2可以看出，当用户设备运动速度为222.5km/h～445km/h时，两列导频之间的相位差本应该为正值，范围为π～2π，但实际测量的值却变为负值，范围为-π～0。同理，当用户设备运动速度为-222.5km/h～-445km/h时，两列导频之间的相位差本应该为负值，但测量结果却是正值。
根据上述特性，如果载频为2.6GHz，用户设备运动相对于基站的速度低于445km/h，并且能已知用户设备频偏值的正负，则可以采用本申请技术方案对测量结果进行纠正。
如果用户设备的频偏测量值的符号与已知的频偏值的正负一致，则测量的频偏值不变。
如果用户设备的频偏测量值的符号与已知的频偏值的正负不一致，需要对测量结果进行纠正。
如果已知频偏值为正，测量结果为负值，则修正结果为φ＝φ+2π；
如果已知频偏值为负，测量结果为正值，则修正结果为φ＝φ-2π。
步骤304：根据修正后的相位差对上行接收数据进行相位补偿。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请的保护范围，凡在本申请技术方案的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (1)

1.一种上行频率补偿的方法，其特征在于，包括：
A、利用上行定时提前量的测量结果确定用户设备的移动方向，进而预判频偏的正负号；其中，如果上行定时提前量值小于31，确定用户设备是朝基站运动，频偏为正；如果上行定时提前量值大于31，确定用户设备背离基站运动，频偏为负；
B、利用一个上行子帧中的导频进行频偏估计，得到频偏估计相位差；
C、如果频偏估计值的符号与预判得到的频偏的正负一致，则保持频偏估计相位差不变；如果预判得到的频偏为正，频偏估计值为负，则将频偏估计的相位差加2π作为修正后的频偏估计相位差；如果预判得到的频偏为负，频偏估计值为正，则将频偏估计的相位差减去2π作为修正后的频偏估计相位差；
D、根据修正后的频偏估计相位差对数据上行数据进行相位补偿。
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