CN105704076A - 一种频偏校正方法及装置 - Google Patents

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    • H04B1/12—Neutralising, balancing, or compensation arrangements

Abstract

本发明公开了一种频偏校正方法及装置。其中，该方法包括：对接收到的用户设备的上行信号进行解调；基于解调结果，根据多普勒频移公式计算得到下行多普勒频移值；在进行下行信号发射时，根据所述下行多普勒频移值提前进行频偏校正。通过本发明，解决了现有技术中在高速移动的场景中，出现较大的多普勒频移而导致下行无法同步，软切换失败，进而可能导致掉话的问题，改善了下行覆盖，提高了无缝切换的成功率，降低了掉话率。

Description

一种频偏校正方法及装置
技术领域
本发明涉及无线通讯技术领域，特别是涉及一种频偏校正方法及装置。
背景技术
目前，随着我国高速铁路的建设规模逐渐扩大，运行速度的逐渐提升，给第三代移动通讯系统提出了新的课题。高铁密闭车厢带来的高穿透损耗以及用户设备UE的高速移动导致的站点覆盖与切换不及时是目前高铁场景中常见的两个问题。
针对高铁密闭车厢带来的高穿透损耗问题，在目前的第三代移动通讯系统中采取在高铁铁轨距离较近的地方进行基站站点配置来对抗。
针对高铁场景下用户设备UE高速移动导致的站点覆盖与切换不及时问题，在目前的第三代移动通讯系统中采取了基站站点之间距离较近，并且通过MRRU场景来对抗基站站点覆盖与切换不及时的问题。
但是这种高铁场景仍然存在一定的问题，主要是因为目前高铁的移动速度已经有到300km/h以上的速度，在用户设备UE如此高的运动状态下，带来的多普勒频移远远大于一般城区场景下的多普勒频移，只是通过简单的缩小基站之间的距离以及采用MRRU场景并不能完全对抗高速移动状态下的多普勒频移。而目前的第三代移动通讯系统中针对这种高速场景下的多普勒频移在进行下行链路发射信号时并未做过任何处理，这样就使得在这种高铁场景下终端在接收下行信号时会有下行链路性能降低的风险，使得下行链路信号同步，覆盖以及无缝切换性能降低。
针对相关技术中在高速移动的场景中，下行信号出现较大的多普勒频移而导致下行无法同步，软切换失败，进而可能导致掉话的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中在高速移动的场景中，下行信号出现较大的多普勒频移而导致下行无法同步，软切换失败，进而可能导致掉话的问题，本发明提供了一种频偏校正方法及装置，用以解决上述技术问题。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种频偏校正方法，其中，该方法包括：对接收到的用户设备的上行信号进行解调；基于解调结果，根据多普勒频移公式计算得到下行多普勒频移值；在进行下行信号发射时，根据所述下行多普勒频移值提前进行频偏校正。
优选地，所述解调结果为用户设备的上行多普勒频移值和相位值。
优选地，所述多普勒频移公式包括：上行多普勒频移公式：其中，fd上是上行多普勒频移值，V是所述用户设备的运行速度，C是光速，f上是所述用户设备的上行频率，θ是所述用户设备的相位值；下行多普勒频移公式：其中，f下是所述用户设备的下行频率，fd下是下行多普勒频移值。
优选地，基于上行信号的解调结果，根据多普勒频移公式计算得到下行多普勒频移值，包括：基于所述上行多普勒频移值和所述相位值，根据所述上行多普勒频移公式，计算得到所述用户设备的运行速度；基于所述用户设备的运行速度，根据所述下行多普勒频移公式，计算得到所述下行多普勒频移值。
根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种频偏校正装置，其中，该装置包括：信号解调模块，用于对接收到的用户设备的上行信号进行解调；计算模块，用于基于解调结果，根据多普勒频移公式计算得到下行多普勒频移值；频偏校正模块，用于在进行下行信号发射时，根据所述下行多普勒频移值提前进行频偏校正。
优选地，所述解调结果为上行多普勒频移值和相位值。
优选地，所述多普勒频移公式包括：上行多普勒频移公式：其中，fd上是上行多普勒频移值，V是所述用户设备的运行速度，C是光速，f上是所述用户设备的上行频率，θ是所述用户设备的相位值；下行多普勒频移公式：其中，f下是所述用户设备的下行频率，fd下是下行多普勒频移值。
优选地，所述计算模块包括：第一计算单元，用于基于所述上行多普勒频移值和所述相位值，根据所述上行多普勒频移公式，计算得到所述用户设备的运行速度；第二计算单元，用于基于所述用户设备的运行速度，根据所述下行多普勒频移公式，计算得到所述下行多普勒频移值。
本发明有益效果如下：
本发明能够在高铁场景中通过提前校正下行信号的多普勒频移来达到更好的下行信号的同步，从而改善下行覆盖，提高无缝切换的成功率，降低掉话率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
图1是根据本发明实施例的频偏校正方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的一种改善下行覆盖，提高无缝切换成功率的方法流程图；
图3是根据本发明实施例的频偏校正装置的结构框图。
具体实施方式
为了解决现有技术中在高速移动的场景中，下行信号出现较大的多普勒频移而导致下行无法同步，软切换失败，进而可能导致掉话的问题，本发明提供了一种频偏校正方法及装置，以下结合附图以及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
本实施例提供了一种频偏校正方法，该方法可以在网络侧实现，主要应用于高铁等高速移动场景中。图1是根据本发明实施例的频偏校正方法的流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤(步骤S102-步骤S106)：
步骤S102，网络侧对接收到的用户设备的上行信号进行解调。
步骤S104，网络侧基于解调结果，根据多普勒频移公式计算得到下行多普勒频移值。其中，该解调结果为上行多普勒频移值和相位值。
步骤S106，网络侧的基带处理单元在进行下行信号发射时，根据下行多普勒频移值提前进行频偏校正。
通过本实施例，解决了现有技术中在高速移动的场景中，下行信号出现较大的多普勒频移而导致下行无法同步，软切换失败，进而可能导致掉话的问题，改善了下行覆盖，提高了无缝切换的成功率，降低了掉话率。
在本实施例中，上述多普勒频移公式包括：
上行多普勒频移公式：其中，fd上是上行多普勒频移值，V是用户设备的运行速度，C是光速，f上是用户设备的上行频率，θ是用户设备的相位值；
下行多普勒频移公式：其中，f下是用户设备的下行频率，fd下是下行多普勒频移值。
在上述步骤S104中，网络侧基于解调结果，根据多普勒频移公式计算得到下行多普勒频移值，包括：基于上行信号解调得到的上行多普勒频移值和相位值，根据上行多普勒频移公式，计算得到用户设备的运行速度；基于用户设备的运行速度，根据下行多普勒频移公式，计算得到下行多普勒频移值。从而为后续进行频偏校正提供数据支持。
下面对本发明实施例的具体计算过程进行介绍。
本发明提供了一种提高高铁的下行覆盖以及无缝切换成功率的方法，包括以下步骤：
第一步，网络侧接收到用户设备UE的上行信号，对上行信号进行频偏估计与相位估计，得到上行信号的上行多普勒频移值(也可以称为：频偏值)和相位值。
第二步，考虑到在高铁场景下，上行信号的频偏主要是由于多普勒频移引起，因此上行信号的频偏值可用如下公式表示：
其中fd上是上行多普勒频移，V是用户设备UE的运行速度，C是光速，f上为用户设备UE的上行频率，θ是用户设备UE的相位值。
网络侧在接收到用户设备的上行信号后，能解调出fd上和θ值，而上行频率f上与光速C是已知值，所以可以根据上面的公式(1)推算出用户设备UE的运行速度V。
同理，既然存在上行信号的多普勒频移，也存在下行信号的多普勒频移，根据公式(1)推算出下行的多普勒频移公式如下：
V是用户设备UE的运行速度，C是光速，f下为用户设备UE的下行频率，θ是用户设备UE的相位值。
其中V和θ值可以直接采用上行多普勒频移公式(1)的值。这里主要是考虑到网络侧在接收到上行信号后，进行解调，频偏估计，相位估计，然后再将下行信号调制发射中间的时间间隔非常短，一般是以slot为单位来计算的。在如此短的时间内，根据上行信号接收到的V和θ值是可以直接拿来估算下行的多普勒频移值。
第三步，网络侧根据公式(2)计算得到下行的多普勒频移值后，在基带处理单元提前进行下行信号的多普勒频移校正，从而使得下行发射信号与高铁上的用户具有相同的多普勒频移，达到更好的下行信号同步，改善下行覆盖，提高无缝切换成功率，减少掉话。
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图2是根据本发明实施例的一种改善下行覆盖，提高无缝切换成功率的方法流程图，如图2所示，包括以下步骤：
步骤S201：网络侧根据接收到的用户设备UE的上行信号，进行上行信号解调，频偏估计，相位估计。
步骤S202：网络侧根据步骤S101得到的上行信号的频偏估计值，相位估计值，利用上述多普勒频移公式(1)反推出用户设备UE的运行速度。
步骤S203：网络侧根据步骤S102得到的用户设备UE的运行速度，相位估计值，下行频率，光速，根据多普勒频移公式(2)提取推算出下行的多普勒频移值。
步骤S204：网络侧的基带处理单元在进行下行信号发射时根据步骤S103推算出的下行多普勒频移值提前进行频率校正，提高下行信号的同步成功率。
其中，在步骤S201中，网络侧解调上行信号得到的频偏估计值也就是上行的多普勒频移值，因为在高铁场景中，上行信号的频偏估计值主要是由于多普勒频移导致。
在步骤S203中，在网络侧提前推算下行多普勒频移值，在计算时直接拿步骤S202里面的用户设备UE的运行速度，相位估计值来推算，主要是考虑到网络侧在对上行信号解调处理到下行信号发射，网络侧的基带处理单元在这一部分的时间很短，是以slot为单位来计算，在如此短的时间内，用户设备UE的运行速度，相位基本是不变的，所以可以直接拿来推算下行信号的多普勒频移值。
在步骤S204中，网络侧在基带处理单元提前进行下行信号的多普勒频移校正，从而使得下行发射信号与高铁上的用户具有相同的多普勒频移，达到更好的下行信号同步，改善下行覆盖，提高无缝切换成功率，减少掉话。
对应于上述实施例介绍的频偏校正方法，本实施例提供了一种频偏校正装置，该装置可以设置在网络侧，用以实现上述实施例。图3是根据本发明实施例的频偏校正装置的结构框图，如图3所示，该装置包括：信号解调模块10、计算模块20和频偏校正模块30。下面对该结构进行详细介绍。
信号解调模块10，用于对接收到的用户设备的上行信号进行解调；
计算模块20，连接至信号解调模块10，用于基于解调结果，根据多普勒频移公式计算得到下行多普勒频移值；其中，该解调结果为上行多普勒频移值和相位值。
频偏校正模块30，连接至计算模块20，用于在进行下行信号发射时，根据下行多普勒频移值提前进行频偏校正。
通过本实施例，解决了现有技术中在高速移动的场景中，下行信号出现较大的多普勒频移而导致下行无法同步，软切换失败，进而可能导致掉话的问题，改善了下行覆盖，提高了无缝切换的成功率，降低了掉话率。
在本实施例中，多普勒频移公式包括：
上行多普勒频移公式：其中，fd上是上行多普勒频移值，V是用户设备的运行速度，C是光速，f上是用户设备的上行频率，θ是用户设备的相位值；
下行多普勒频移公式：其中，f下是用户设备的下行频率，fd下是下行多普勒频移值。
基于上述两个公式，上述计算模块20包括：第一计算单元，用于基于上行多普勒频移值和相位值，根据上行多普勒频移公式，计算得到用户设备的运行速度；第二计算单元，用于基于用户设备的运行速度，根据下行多普勒频移公式，计算得到下行多普勒频移值。具体计算过程前述实施例已经进行了介绍，在此不再赘述。
本发明实施例提供的一种通过提前校正下行多普勒频移来改善下行覆盖，提高无缝切换成功率的装置，具体地，可以是基站。
综上所述，网络侧接收到用户设备UE的上行信号解调得到频偏估计值以及相位估计值，基带处理单元在根据多普勒频移公式反推出下行的多普勒频移值，从而使得网络侧可以提前对下行多普勒频移进行校正。本发明能够对高速移动场景下的下行多普勒频移进行提取校正，从而提高下行信号的同步成功率，改善下行覆盖，提高无缝切换成功率，降低掉话率。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (8)

1.一种频偏校正方法，其特征在于，包括：
对接收到的用户设备的上行信号进行解调；
基于解调结果，根据多普勒频移公式计算得到下行多普勒频移值；
在进行下行信号发射时，根据所述下行多普勒频移值提前进行频偏校正。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述解调结果为所述用户设备的上行多普勒频移值和相位值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述多普勒频移公式包括：
上行多普勒频移公式：其中，fd上是上行多普勒频移值，V是所述用户设备的运行速度，C是光速，f上是所述用户设备的上行频率，θ是所述用户设备的相位值；
下行多普勒频移公式：其中，f下是所述用户设备的下行频率，fd下是下行多普勒频移值。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，基于解调结果，根据多普勒频移公式计算得到下行多普勒频移值，包括：
基于所述上行多普勒频移值和所述相位值，根据所述上行多普勒频移公式，计算得到所述用户设备的运行速度；
基于所述用户设备的运行速度，根据所述下行多普勒频移公式，计算得到所述下行多普勒频移值。
5.一种频偏校正装置，其特征在于，包括：
信号解调模块，用于对接收到的用户设备的上行信号进行解调；
计算模块，用于基于解调结果，根据多普勒频移公式计算得到下行多普勒频移值；
频偏校正模块，用于在进行下行信号发射时，根据所述下行多普勒频移值提前进行频偏校正。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述解调结果为所述用户设备的上行多普勒频移值和相位值。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多普勒频移公式包括：
上行多普勒频移公式：其中，fd上是上行多普勒频移值，V是所述用户设备的运行速度，C是光速，f上是所述用户设备的上行频率，θ是所述用户设备的相位值；
下行多普勒频移公式：其中，f下是所述用户设备的下行频率，fd下是下行多普勒频移值。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算模块包括：
第一计算单元，用于基于所述上行多普勒频移值和所述相位值，根据所述上行多普勒频移公式，计算得到所述用户设备的运行速度；
第二计算单元，用于基于所述用户设备的运行速度，根据所述下行多普勒频移公式，计算得到所述下行多普勒频移值。
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