CN112153556A - 一种信号传输方法、通信设备及基站 - Google Patents
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Abstract
一种信号传输方法、通信设备及基站,该方法包括:获得基站的位置信息;确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率。本发明实施例提供的信号传输方法、通信设备及基站,可以基于基站的位置信息,获得通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率,从而使得通信设备在发送上行信号时可以自主执行上行TA调整和频偏补偿的技术,从而有效解决超大小区覆盖半径和超大多普勒频移带来的技术挑战。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信技术领域,具体涉及一种信号传输方法、通信设备及基站。
背景技术
随着航空工业和互联网技术的发展,地空互联应用需求越来越迫切。通过地空互联,乘客在飞机上可以像在地面一样接入互联网,享受各种互联网应用服务,运营商、航空公司及行业各方也可基于地空互联技术提供增值服务。
地对空(ATG,air-to-ground)通信技术利用成熟的陆地移动通信技术,如4G、5G技术,在地面建设天线能够覆盖天空的专用基站,构建一张地空立体覆盖的专用网络,有效解决高空立体覆盖,实现地空高速数据传送。
与地面网络相比,ATG网络需要支持超大的覆盖半径,如100~300km。例如,在内陆地区,典型需要支持100km的覆盖半径,以减少ATG基站数目,降低网络部署成本。另外,为了让陆地(如大连)基站覆盖海湾(如渤海湾)上空的飞机,ATG网络最远需要支持300km的覆盖半径。另外,ATG网络还需要支持最大1200km/h的终端运动速度。而在地面网络中,通常最大只考虑100km的覆盖半径和500km/h的终端运动速度。因此,现有的为地面网络设计的4GLTE和5G NR技术方案不能满足ATG网络对300km覆盖半径和1200km/h终端运动速度的技术指标需要。
发明内容
本发明的至少一个实施例提供了一种信号传输方法、通信设备及基站,可以有效解决小区覆盖半径和多普勒频移过大所带来的信号传输问题。
根据本发明的一个方面,至少一个实施例提供了一种信号传输方法,包括:
获得基站的位置信息;
确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率。
此外,根据本发明的至少一个实施例,获得基站的位置信息,包括:
通过预先约定、系统信息SI和无线资源控制RRC信令中的至少一种,获得所述基站的位置信息。
此外,根据本发明的至少一个实施例,按照以下至少一种方式,确定所述通信设备的传输定时:
根据基站位置信息,确定所述基站和所述通信设备的空间传播距离;根据所述空间传播距离,确定所述通信设备的传输定时;
和/或,
根据所述空间传播距离,确定初始时间校准值NTA;根据所述NTA,确定通信设备的传输定时,其中,所述通信设备的传输定时等于(NTA+NTA_offset)×Tc,其中,NTA_offset为定时提前偏移值,Tc为基本时间单位。
此外,根据本发明的至少一个实施例,确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率,包括:
确定物理随机接入信道PRACH、物理上行共享信道PUSCH、物理上行控制信道PUCCH、探测参考信号SRS、解调参考信号DMRS中至少一种信道或信号的传输定时和/或载波频率。
此外,根据本发明的至少一个实施例,确定所述通信设备的传输定时,包括:
确定所述通信设备到基站的上行帧的传输时间,相比于对应的下行帧的首个检测到的路径的接收时间的定时提前量为所述通信设备的传输定时。
此外,根据本发明的至少一个实施例,根据基站位置信息,确定所述基站和所述通信设备的空间传播距离,包括:
确定第一参考时刻所述基站和所述通信设备的空间传播距离;
所述第一参考时刻包括如下至少一种:
所述通信设备获得所述基站位置信息的时间;
所述通信设备发送信号和/或信道的时间。
此外,根据本发明的至少一个实施例,确定所述通信设备的载波频率,包括:
根据基站的位置信息,确定所述基站和所述通信设备的第一频率偏移量fd;
按照以下至少一种方式,根据所述第一频率偏移量fd,确定所述通信设备的载波频率f″0:
方式一:f″0=f0-fd
其中,f0为基站发送信号频率。
方式二:f″0=f′0-2·fd
其中,f′0表示所述通信设备接收到基站发送信号的频率。
此外,根据本发明的至少一个实施例,根据基站的位置信息,确定所述基站和所述通信设备的第一频率偏移量fd,包括:
根据以下公式,确定第一频率偏移量fd:
此外,根据本发明的至少一个实施例,确定所述通信设备的载波频率,包括:
其中,fUL为终端发送信号的预设频率;
其中,f′DL表示所述通信设备接收到基站发送信号的频率,fDL为基站发送信号的预设频率,fUL为终端发送信号的预设频率;
其中,f′DL表示所述通信设备接收到基站发送信号的频率,ΔfDL_UL表示基站发送信号的频率和终端发送信号的预设偏差。
此外,根据本发明的至少一个实施例,在确定所述通信设备的载波频率f″0之后,所述方法还包括:
采用如下至少一种方式,对天线端口p,子载波间隔配置μ,OFDM符号l的复值OFDM基带信号s(t),进行调制和上变频处理:
方式一:
方式二:
其中,f″0为所述通信设备的载波频率;Tc为基本时间单位;
此外,根据本发明的至少一个实施例,所述基站的位置信息,包括以下信息中的至少一种:基站的经度、纬度和海拔高度。
此外,根据本发明的至少一个实施例,所述获得的基站的位置信息为基站的实际位置信息;或者,所述获得的基站的位置信息,与基站的实际位置信息的偏差小于或等于第一预设阈值,和/或大于或等于第二预设阈值。
根据本发明的另一方面,还提供了一种信号传输方法,应用于基站,包括:
通过系统信息SI和无线资源控制RRC信令中的至少一种,通知或配置基站的位置信息。
此外,根据本发明的至少一个实施例,所述基站的位置信息,包括以下信息中的至少一种:基站的经度、纬度和海拔高度。
此外,根据本发明的至少一个实施例,所述通知或配置的基站的位置信息为基站的实际位置信息;或者,所述通知或配置的基站的位置信息,与基站的实际位置信息的偏差小于或等于第一预设阈值,和/或大于或等于第二预设阈值。
根据本发明的另一方面,还提供了一种通信设备,包括:
位置获取模块,用于获得基站的位置信息;
参数确定模块,用于确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率。
根据本发明的另一方面,还提供了一种通信设备,包括处理器和收发机,其中,
所述收发机,用于获得基站的位置信息;
所述处理器,用于确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率。
根据本发明的另一方面,还提供了一种通信设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,所述程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
根据本发明的另一方面,还提供了一种基站,包括:
位置配置模块,用于通过系统信息SI和无线资源控制RRC信令中的至少一种,通知和配置基站的位置信息。
根据本发明的另一方面,还提供了一种基站,包括处理器和收发机,其中,
所述收发机,用于通过系统信息SI和无线资源控制RRC信令中的至少一种,通知或配置基站的位置信息。
根据本发明的另一方面,还提供了一种基站,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,所述程序被所述处理器执行时实现如上所述的方法的步骤。
根据本发明的另一方面,至少一个实施例提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质上存储有程序,所述程序被处理器执行时,实现如上所述的方法的步骤。
与现有技术相比,本发明实施例提供的信号传输方法、通信设备及基站,可以基于基站的位置信息,获得通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率,从而使得通信设备在发送上行信号时可以自主执行上行TA调整和频偏补偿的技术,从而有效解决超大小区覆盖半径和超大多普勒频移带来的技术挑战。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本发明实施例提供的上行TA调整的一种示例图;
图2为本发明实施例提供的距离远近不同的终端的前导码不对齐的一个示例图;
图3为本发明实施例提供的多普勒频移的一个示例图;
图4为本发明实施例提供的子载波间干扰的一个示例图;
图5为本发明实施例提供的信号传输方法的一种流程图;
图6为本发明实施例提供的信号传输方法的另一种流程图;
图7为本发明实施例提供的通信设备的一种结构示意图;
图8为本发明实施例提供的通信设备的另一种结构示意图;
图9为本发明实施例提供的基站的一种结构示意图;
图10为本发明实施例提供的基站的另一种结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例,然而应当理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反,提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明,并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一。
本文所描述的技术不限于5G NR系统和长期演进型(Long Time Evolution,LTE)/LTE的演进(LTE-Advanced,LTE-A)系统,并且也可用于各种无线通信系统,诸如码分多址(Code Division Multiple Access,CDMA)、时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)、频分多址(Frequency Division Multiple Access,FDMA)、正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access,OFDMA)、单载波频分多址(Single-carrier Frequency-Division Multiple Access,SC-FDMA)和其他系统。术语“系统”和“网络”常被可互换地使用。CDMA系统可实现诸如CDMA2000、通用地面无线电接入(UniversalTerrestrial Radio Access,UTRA)等无线电技术。UTRA包括宽带CDMA(Wideband CodeDivision Multiple Access,WCDMA)和其他CDMA变体。TDMA系统可实现诸如全球移动通信系统(Global System for Mobile Communication,GSM)之类的无线电技术。OFDMA系统可实现诸如超移动宽带(UltraMobile Broadband,UMB)、演进型UTRA(Evolution-UTRA,E-UTRA)、IEEE 802.21(Wi-Fi)、IEEE802.16(WiMAX)、IEEE 802.20、Flash-OFDM等无线电技术。UTRA和E-UTRA是通用移动电信系统(Universal Mobile Telecommunications System,UMTS)的部分。LTE和更高级的LTE(如LTE-A)是使用E-UTRA的新UMTS版本。UTRA、E-UTRA、UMTS、LTE、LTE-A以及GSM在来自名为“第三代伙伴项目”(3rd Generation PartnershipProject,3GPP)的组织的文献中描述。CDMA2000和UMB在来自名为“第三代伙伴项目2”(3GPP2)的组织的文献中描述。本文所描述的技术既可用于以上提及的系统和无线电技术,也可用于其他系统和无线电技术。然而,以下描述出于示例目的描述了NR系统,并且在以下大部分描述中使用NR术语,尽管这些技术也可应用于NR系统应用以外的应用。
以下描述提供示例而并非限定权利要求中阐述的范围、适用性或者配置。可以对所讨论的要素的功能和布置作出改变而不会脱离本公开的精神和范围。各种示例可恰适地省略、替代、或添加各种规程或组件。例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且可以添加、省去、或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
如背景技术所述的,ATG网络需要将覆盖半径从100km扩大到300km,和将运动速度从500km/h扩大到1200km/h,这很难通过简单的参数适应性修改予以支持,而需要通过关键性的技术突破。
1)覆盖半径的挑战:
对于TDD系统(如4G TD-LTD,和5G NR)而言,上行传输的一个重要特征是不同UE在时频上正交多址接入(orthogonal multiple access),即来自同一小区的不同UE的上行传输之间互不干扰。
为了保证上行传输的正交性,避免小区内(intra-cell)符号间(inter-symbol)干扰,基站(eNB或gNB)要求来自同一子帧但不同频域资源(不同的RB)的不同UE的信号到达基站的时间基本上是对齐的。注意到基站只要在CP(Cyclic Prefix)范围内接收到UE所发送的上行数据,就能够正确地解码上行数据,因此,上行同步要求来自同一子帧的不同UE的信号到达基站的时间都落在CP之内。
为了保证接收侧(基站侧)的时间同步,LTE和NR都采用了上行定时提前(UplinkTiming Advance)的机制。
在UE侧看来,定时提前(TA,Timing Advance)本质上是接收到下行子帧的起始时间与传输上行子帧的时间之间的一个负偏移(negative offset)。基站通过适当地控制每个UE的偏移,可以控制来自不同UE的上行信号到达基站的时间。对于离基站较远的UE,由于有较大的传输延迟,就要比离基站较近的UE提前发送上行数据。
图1左半部分示出了不进行上行定时提前所造成的影响。
从图1右半部分可以看出,基站侧的上行子帧和下行子帧的定时(timing)是相同的,而UE侧的上行子帧和下行子帧的timing之间有偏移。同时可以看出:不同UE有各自不同的上行TA,也即上行TA是UE级的配置。
如图1左半部分所示,在随机接入过程中,UE在发送前导码(preamble)信号时,尚未获得TA调整值。UE根据下行(DL)定时确定发送preamble的定时,因此在接收侧(即基站侧)看来,该UE所发送的preamble信号距离帧边界之间具有2倍的传播距离延时。基站通过测量接收到的preamble信号距离帧边界的延时,确定上行TA调整值,并且将该上行TA调整值通过RAR信令发送给UE。
图2示出了距离基站远近不同的终端所发送的preamble未对齐的一个示例,该示例中小区覆盖半径以100km为例。
为了节省传输preamble的时频资源,LTE和NR系统支持preamble码分复用技术,即在同一个preamble时频资源(也可以简称RO,RACH occasion)内,允许多个UE同时发送preamble,这些preamble采用相同的或不同的伪随机序列,且不同的伪随机序列之间具有较低的互相关性。
注意到UE在发送preamble信号的时候,尚未做上行TA调整,因此与基站距离不同的UE所发送的preamble信号到达基站的时间也是不同的,即在基站看来,不同UE所发送的preamble信号到达基站的时间是未对齐的,且最近的UE和最远(小区覆盖半径处)的UE的preamble信号的到达时间最大相差2倍的小区覆盖半径所折合的传播延时(即传播时延=传播距离/光速)。
注意到对于OFDMA系统而言,在同一个时频资源内,所有码分复用的OFDM信号的时间差小于循环前缀(CP,Cyclic Prefix)大小,接收机才能正常接收。
这也就意味着,在现有TD-LTE或5G NR系统中,preamble的CP长度必须大于2倍的小区覆盖半径所折合的传播时延,才能保证多个UE在同一个RO(时频资源)上所发送的码分复用的preamble能够被基站正确地解调接收。
另一方面,需要在preamble信号中预留一段空闲资源,以避免小区覆盖边缘的UE所发送的preamble对RO时频资源之后的OFDM符号造成符号间干扰。该段预留的空闲资源被称作保护时间(GT,guard time)。和CP一样,preamble的GT长度必须大于2倍的小区覆盖半径所折合的传播时延。
表1给出了5G NR系统所支持的部分preamble格式。可见,NR系统最大只支持107km的小区覆盖半径,远远低于300km的设计要求。
表1
针对覆盖半径扩展问题,一种可能的解决手段是设计一种新的preamble格式,使其具有更大的CP和GT。
例如,为了支持300km的小区覆盖半径,CP和GT的长度都不能小于(2*300km)/(3*10^8m/s)=2ms。再加上伪随机序列本身的时域长度,preamble总长需要大于5ms。
由于preamble只在UL信道中承载,这也意味着ATG系统UL信道时长不能低于5ms。这会对ATG系统的帧结构设计提出较大的约束。
2)多普勒频移的挑战:
如图3所示,在ATG系统中,为了服务v=1200km/h的最大飞行速度,对于fc=4.9GHz的工作频点,最大可产生fd=fc·(v/c)=5.5kHz的多普勒频移。
较大的多普勒频移主要会带来两方面挑战。
a)影响基站侧preamble接收:注意到对于表1中的几种preamble格式,preamble信号的子载波间隔(SCS:sub-carrier space)为1.25kHz或5kHz,都远远低于5.5kHz的最大多普勒频移。这会对基站侧频偏估计带来较大挑战;
b)在基站侧可能造成严重子载波间干扰:在现有TD-LTE和NR系统中,终端不做上行频偏纠正。因此,UE接收基站发送的DL信号,会体验到1倍的多普勒频偏;UE在具有1倍频移频偏的频点上发送UL信号,基站将体验到2倍的频移频偏。对于5.5kHz的多普勒频移,2倍的频移频偏为11kHz。注意到多普勒频移由径向距离变化产生,即如果UE位于小区边缘,将体验到最大的多普勒频移(如5.5kHz);而当UE位于基站正上方(亦即小区中心),多普勒频移为0kHz。因此,不同位置的UE所体验到的多普勒频移也不同。如图4所示,如果小区中心和小区边缘的客户终端设备(CPE,Customer Premise Equipment)的上行信号占用毗邻的频域资源,那么由于2倍的多普勒频率偏移(最大11kHz),这两个CPE的上行信号(如采用15kHz的子载波间隔)之间将造成严重的子载波间干扰问题。
基于以上分析可以看出,现有技术中不支持ATG系统场景中对最大小区覆盖半径和多普勒频移的指标要求。同时,很难通过简单的参数适应性修改予以支持,必须依靠关键性的技术突破。
针对上述问题,本发明实施例提供了一种信号传输方法,可以有效解决ATG网络中超大小区覆盖半径和超大多普勒频移带来的技术挑战。
请参照图5,本发明实施例提供的信号传输方法应用于通信设备时的流程图。所述通信设备可以是各种终端(如手机、电脑等)、客户终端设备(CPE,Customer PremiseEquipment)、接入和回传一体化基站(IAB,Integrated Access and Backhaul)或中继(Relay)节点等。在一些实施例中,所述终端可以安装在承载设备上,如飞机、汽车、火车等。如图5所示,该信号传输方法包括:
步骤51,获得基站的位置信息。
这里,通信设备获取基站的位置信息。具体的,基站的位置信息可以通过基站的经度、纬度和海拔高度中的至少一种信息来表征。
根据本发明的至少一个实施例,通信设备可以通过预先约定、系统信息(SI,System Information)和无线资源控制(RRC)信令中的至少一种,获得所述基站的位置信息。
具体的,所述预先约定的实现方式可以为:通信设备在出厂时配置,或者每隔一段时间就通过后台更新程序,获得所有基站的位置信息。
具体的,所述RRC信令中可以包括小区切换信令、移动性管理信令中的至少一种。例如,当通信设备处于空闲(idea)态时,所述通信设备基于系统信息确定基站位置信息;和/或,当通信设备处于连接态时,可以通过小区切换(Handover)或移动性管理等RRC信令获得基站(如目标基站)的位置信息。
另外,在本发明的至少一个实施例中,当通信设备通过RRC信令获得了目标基站的位置信息时,所述通信设备可以忽略该目标基站的系统消息中广播的基站位置信息。
根据本发明的至少一个实施例,所述获得的基站的位置信息为基站的实际位置信息,此时,所获得的基站的位置信息即为基站真实的地理位置。
根据本发明的至少一个实施例,上述步骤51中所获得的基站的位置信息,与基站的实际位置信息的偏差小于或等于第一预设阈值,和/或,大于或等于第二预设阈值。也就是说,步骤51中获得的基站的位置信息,可能与基站的真实位置之间存在一定的偏差。
在一些实施例中,运营商不希望泄露基站精确的真实位置,或者受限于政策法规,而不能泄露基站精确的真实位置。在这种场景下,通信设备所获得的基站的位置信息与基站的真实位置之间需要存在一定的偏差,以便保护基站的精确位置坐标。
在一些实施例中,要求所述位置偏差小于或等于第一预设阈值(如几百米到几km),以保证所述通信设备根据存在偏差的基站位置信息确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率的工作机制能够正常工作。
在另外一些实施例中,要求所述位置偏差大于或等于第二预设阈值(如几米到几百米),用于满足运营商不希望泄露基站的精确真实位置的需求,或符合政策法规监管要求。
步骤52,确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率。
这里,所述通信设备的传输定时是指所述通信设备发送信号时所采用的传输定时。所述通信设备的载波频率是指所述通信设备发送信号时所采用的载波频率。在一些应用领域,所述通信设备的传输定时有时也被统称为:终端传输定时(UE transmit timing)。
这样,在采用图5所示的方法之后,通信设备可以基于基站广播的位置信息和通信设备自身的定位信息,确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率,并在发送上行信号时自主执行上行TA调整和频偏补偿的技术。
通过以上步骤,本发明实施例的通信设备可以根据所获得的基站位置信息,确定出所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率,这样可以基于所确定的传输定时和/或载波频率,在发送上行信号时自主执行上行传输定时调整和频偏补偿,从而可以有效解决超大小区覆盖(如ATG网络)半径和超大多普勒频移带来的技术挑战,实现上述环境下的可靠信号传输。
下面对本发明实施例如何确定通信设备的传输定时和载波频率进行说明。
根据本发明的至少一个实施例,上述步骤52中,可以按照以下至少一种方式,确定所述通信设备的传输定时:
A)根据基站位置信息,确定所述基站和所述通信设备的空间传播距离;根据所述空间传播距离,确定所述通信设备的传输定时。
B)根据所述空间传播距离,确定初始时间校准值NTA;根据所述NTA,确定通信设备的传输定时,其中,所述通信设备的传输定时等于(NTA+NTA_offset)×Tc,其中,NTA_offset为定时提前偏移值,Tc为基本时间单位。
当根据所述空间传播距离,确定所述通信设备的传输定时时,所述通信设备的传输定时=2×所述基站和所述通信设备的空间传播距离÷光速。
当根据所述空间传播距离,确定初始时间校准值(initial time alignmentvalue)NTA时,NTA=2×所述基站和所述通信设备的空间传播距离÷光速÷Tc。
在本发明的至少一种实施例中,Tc=1/(Δfmax·Nf),其中,Δfmax=480·103Hz,Nf=4096。
具体的,在上述步骤52中,确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率,具体可以是确定物理随机接入信道(PRACH)、物理上行共享信道(PUSCH)、物理上行控制信道(PUCCH)、探测参考信号(SRS)、解调参考信号(DMRS)中至少一种信道或信号的传输定时和/或载波频率。
例如,在一种实施例中,确定PRACH信道的传输定时,可以包括:确定PRACH信道的NTA=2×所述基站和所述通信设备的空间传播距离÷光速÷Tc。
根据本发明的至少一个实施例,上述步骤52中,确定所述通信设备的传输定时,具体可以包括:确定所述通信设备到基站的上行帧的传输时间(即The uplink frametransmission),相比于对应的下行帧中的首个检测到的路径的接收时间(即thereception of the first detected path(in time)of the corresponding downlinkframe from the reference cell)的定时提前量为所述通信设备的传输定时。
在以上步骤中,根据基站位置信息,确定所述基站和所述通信设备的空间传播距离,具体可以包括:确定第一参考时刻所述基站和所述通信设备的空间传播距离。这里,所述第一参考时刻包括如下至少一种:
所述通信设备获得所述基站位置信息的时间;
所述通信设备发送所述信号和/或信道的时间。
具体的,所述通信设备获得所述基站位置信息的时间,又可以包括如下至少一种:
承载基站位置信息的高层信令的发送时刻;
承载基站位置信息的高层信令的时隙边界;
承载基站位置信息的高层信令的子帧边界;
承载基站位置信息的高层信令的无线帧边界;
其中,所述时间单位边界为所述时间单位的起始时刻或结束时刻。
所述通信设备发送信号和/或信道的时间,又可以包括如下至少一种:
所述信号和/或信道资源的发送时刻;
所述信号和/或信道资源的时隙边界;
所述信号和/或信道资源的子帧边界;
所述信号和/或信道资源的无线帧边界。
根据本发明的至少一个实施例,在本发明实施例以上方法应用于TDD系统时,上述步骤52中,确定所述通信设备的载波频率,具体可以包括:
根据基站的位置信息,确定所述基站和所述通信设备的第一频率偏移量fd;
按照以下至少一种方式,根据所述第一频率偏移量fd,确定所述通信设备的载波频率f″0:
方式一:f″0=f0-fd
其中,f0为基站发送信号频率。
方式二:f″0=f′0-2·fd
其中,f′0表示所述通信设备接收到基站发送信号的频率。
这里,第一频率偏移量fd的物理含义是指:通信设备和基站之间的多普勒频移。f0是指基站侧发送信号所采用的频率,有时也可以称作标称频率、或额定频率。f′0是指通信设备侧的信号接收频率。注意到通信设备接收基站发送信号时,已经受到了多普勒频移的影响,即f′0=f0+fd。f″0指的是通信设备发送信号时所采用的频率。注意到:
f″0=f′0-2·fd=f0-fd
则基站侧接收所述通信设备所发送信号的接收频率为:
f″0+fd=f0
即在基站侧看来,虽然可能处于不同空间位置的通信设备感受到的多普勒频移不同,其发送信号时所采用的载波频率也不同,但是,不同通信设备所发送的信号到达基站侧,却是频域同步的,因此可以避免子载波间干扰问题。
具体的,以上根据基站的位置信息,确定所述基站和所述通信设备的第一频率偏移量fd,可以包括:
根据以下公式,确定第一频率偏移量fd:
根据本发明的至少一个实施例,在本发明实施例以上方法应用于FDD系统时,上述步骤52中,确定所述通信设备的载波频率,具体可以包括:
其中,fUL为终端发送信号的预设频率;
其中,f′DL表示所述通信设备接收到基站发送信号的频率,fDL为基站发送信号的预设频率,fUL为终端发送信号的预设频率;
其中,f′DL表示所述通信设备接收到基站发送信号的频率,ΔfDL_UL表示基站发送信号的频率和终端发送信号的预设偏差。
根据本发明的至少一个实施例,在获得了所述通信设备的载波频率f″0之后,所述通信设备还可以按照以下方式进行上行信号的传输:
采用如下至少一种方式,对天线端口p,子载波间隔配置μ,OFDM符号l的复值OFDM基带信号s(t),进行调制和上变频处理:
方式一:
方式二:
其中,f″0为所述通信设备的载波频率;Tc为基本时间单位;
这样,本发明实施例可以基于获得的载波频率,进行频偏补偿处理,以克服多普勒频移过大所带来的信号传输问题。
以上介绍了本发明实施例在应用于通信设备侧的流程。下面请参照图6,本发明实施例还给出了以上方法在应用于基站侧时的流程,包括:
步骤61,通过系统信息(SI)和无线资源控制(RRC)信令中的至少一种,通知或配置基站的位置信息。
这里,所述基站的位置信息,包括以下信息中的至少一种:基站的经度、纬度和海拔高度。步骤61中,所述通知或配置的基站的位置信息,与基站的实际位置信息的偏差小于或等于第一预设阈值,和/或大于或等于第二预设阈值。
根据本发明的至少一个实施例,上述步骤61中所通知或配置基站的位置信息,可以是基站的实际位置信息。
根据本发明的至少一个实施例,上述步骤61中所通知或配置基站的位置信息,与基站的实际位置信息的偏差小于或等于第一预设阈值,和/或,大于或等于第二预设阈值。也就是说,步骤61中所通知或配置基站的位置信息,与基站的真实位置之间存在一定的偏差。
在一些实施例中,运营商不希望泄露基站精确的真实位置,或者受限于政策法规,而不能泄露基站精确的真实位置。在这种场景下,所述通知或配置基站的位置信息与基站的真实位置之间需要存在一定的偏差,以便保护基站的精确位置坐标。
在一些实施例中,要求所述位置偏差小于或等于第一预设阈值(如几百米到几km),以保证所述通信设备根据存在偏差的基站位置信息确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率的工作机制能够正常工作。
在另外一些实施例中,要求所述位置偏差大于或等于第二预设阈值(如几米到几百米),用于满足运营商不希望泄露基站的精确真实位置的需求,或符合政策法规监管要求。
通过以上步骤,基站可以将自身的位置信息发送给通信设备,以使通信设备可以根据获得基站的位置信息,确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率,以克服小区覆盖半径和多普勒频移过大所带来的技术挑战。
基于以上方法,本发明实施例还提供了实施上述方法的设备。
请参照图7,本发明实施例提供了一种通信设备70,包括:
位置获取模块71,用于获得基站的位置信息;
参数确定模块72,用于确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率。
根据本发明的至少一个实施例,所述位置获取模块71,还用于通过预先约定、系统信息SI和无线资源控制RRC信令中的至少一种,获得所述基站的位置信息。
根据本发明的至少一个实施例,所述参数确定模块72,还用于按照以下至少一种方式,确定所述通信设备的传输定时:
根据基站位置信息,确定所述基站和所述通信设备的空间传播距离;根据所述空间传播距离,确定所述通信设备的传输定时;
和/或,
根据所述空间传播距离,确定初始时间校准值NTA;根据所述NTA,确定通信设备的传输定时,其中,所述通信设备的传输定时等于(NTA+NTA_offset)×Tc,其中,NTA_offset为定时提前偏移值,Tc为基本时间单位。
根据本发明的至少一个实施例,所述参数确定模块72,还用于确定物理随机接入信道PRACH、物理上行共享信道PUSCH、物理上行控制信道PUCCH、探测参考信号SRS、解调参考信号DMRS中至少一种信道或信号的传输定时和/或载波频率。
根据本发明的至少一个实施例,所述参数确定模块72,还用于确定所述通信设备到基站的上行帧的传输时间,相比于对应的下行帧的首个检测到的路径的接收时间的定时提前量为所述通信设备的传输定时。
根据本发明的至少一个实施例,所述参数确定模块72,还用于确定第一参考时刻所述基站和所述通信设备的空间传播距离;所述第一参考时刻包括如下至少一种:所述通信设备获得所述基站位置信息的时间;所述通信设备发送信号和/或信道的时间。
根据本发明的至少一个实施例,所述参数确定模块72,还用于根据基站的位置信息,确定所述基站和所述通信设备的第一频率偏移量fd;按照以下至少一种方式,根据所述第一频率偏移量fd,确定所述通信设备的载波频率f″0:
方式一:f″0=f0-fd
其中,f0为基站发送信号频率。
方式二:f″0=f′0-2·fd
其中,f′0表示所述通信设备接收到基站发送信号的频率。
根据本发明的至少一个实施例,所述参数确定模块72,还用于根据以下公式,确定第一频率偏移量fd:
其中,fUL为终端发送信号的预设频率;
其中,f′DL表示所述通信设备接收到基站发送信号的频率,fDL为基站发送信号的预设频率,fUL为终端发送信号的预设频率;
其中,f′DL表示所述通信设备接收到基站发送信号的频率,ΔfDL_UL表示基站发送信号的频率和终端发送信号的预设偏差。
根据本发明的至少一个实施例,所述参数确定模块72,还用于:
根据本发明的至少一个实施例,所述通信设备还包括:
信号传输模块,用于在确定所述通信设备的载波频率f″0之后,
采用如下至少一种方式,对天线端口p,子载波间隔配置μ,OFDM符号l的复值OFDM基带信号s(t),进行调制和上变频处理:
方式一:
方式二:
其中,f″0为所述通信设备的载波频率;Tc为基本时间单位;
根据本发明的至少一个实施例,所述基站的位置信息,包括以下信息中的至少一种:基站的经度、纬度和海拔高度。
根据本发明的至少一个实施例,所述获得的基站的位置信息为基站的实际位置信息;或者,所述获得的基站的位置信息,与基站的实际位置信息的偏差小于或等于第一预设阈值,和/或大于或等于第二预设阈值。
请参照图8,本发明实施例提供的通信设备的另一结构,该通信设备800包括:处理器801、收发机802、存储器803、用户接口804和总线接口,其中:
在本发明实施例中,终端800还包括:存储在存储器上803并可在处理器801上运行的程序,程序被处理器801执行时实现如下步骤:获得基站的位置信息;确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率。
在图8中,总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥,具体由处理器801代表的一个或多个处理器和存储器803代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起,这些都是本领域所公知的,因此,本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机802可以是多个元件,即包括发送机和接收机,提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。针对不同的用户设备,用户接口804还可以是能够外接内接需要设备的接口,连接的设备包括但不限于小键盘、显示器、扬声器、麦克风、操纵杆等。
处理器801负责管理总线架构和通常的处理,存储器803可以存储处理器801在执行操作时所使用的数据。
可选的,所述程序被处理器803执行时还可实现如下步骤:
通过预先约定、系统信息SI和无线资源控制RRC信令中的至少一种,获得所述基站的位置信息。
可选的,所述程序被处理器803执行时还可实现如下步骤:
根据基站位置信息,确定所述基站和所述通信设备的空间传播距离;根据所述空间传播距离,确定所述通信设备的传输定时;
和/或,
根据所述空间传播距离,确定初始时间校准值NTA;根据所述NTA,确定通信设备的传输定时,其中,所述通信设备的传输定时等于(NTA+NTA_offset)×Tc,其中,NTA_offset为定时提前偏移值,Tc为基本时间单位。
可选的,所述程序被处理器803执行时还可实现如下步骤:
确定物理随机接入信道PRACH、物理上行共享信道PUSCH、物理上行控制信道PUCCH、探测参考信号SRS、解调参考信号DMRS中至少一种信道或信号的传输定时和/或载波频率。
可选的,所述程序被处理器803执行时还可实现如下步骤:
确定所述通信设备到基站的上行帧的传输时间,相比于对应的下行帧的首个检测到的路径的接收时间的定时提前量为所述通信设备的传输定时。
可选的,所述程序被处理器803执行时还可实现如下步骤:
确定第一参考时刻所述基站和所述通信设备的空间传播距离;
所述第一参考时刻包括如下至少一种:
所述通信设备获得所述基站位置信息的时间;
所述通信设备发送信号和/或信道的时间。
可选的,所述程序被处理器803执行时还可实现如下步骤:
根据基站的位置信息,确定所述基站和所述通信设备的第一频率偏移量fd;
按照以下至少一种方式,根据所述第一频率偏移量fd,确定所述通信设备的载波频率f″0:
方式一:f″0=f0-fd
其中,f0为基站发送信号频率。
方式二:f″0=f′0-2·fd
其中,f′0表示所述通信设备接收到基站发送信号的频率。
可选的,所述程序被处理器803执行时还可实现如下步骤:
根据以下公式,确定第一频率偏移量fd:
可选的,所述程序被处理器803执行时还可实现如下步骤:
其中,fUL为终端发送信号的预设频率;
其中,f′DL表示所述通信设备接收到基站发送信号的频率,fDL为基站发送信号的预设频率,fUL为终端发送信号的预设频率;
其中,f′DL表示所述通信设备接收到基站发送信号的频率,ΔfDL_UL表示基站发送信号的频率和终端发送信号的预设偏差。
可选的,所述程序被处理器803执行时还可实现如下步骤:
可选的,所述程序被处理器803执行时还可实现如下步骤:
采用如下至少一种方式,对天线端口p,子载波间隔配置μ,OFDM符号l的复值OFDM基带信号s(t),进行调制和上变频处理:
方式一:
方式二:
其中,f″0为所述通信设备的载波频率;Tc为基本时间单位;
可选的,所述基站的位置信息,包括以下信息中的至少一种:基站的经度、纬度和海拔高度。
可选的,所述获得的基站的位置信息为基站的实际位置信息;或者,所述获得的基站的位置信息,与基站的实际位置信息的偏差小于或等于第一预设阈值,和/或大于或等于第二预设阈值。
请参照图9,本发明实施例提供了一种基站90,包括:
位置配置模块91,用于通过系统信息SI和无线资源控制RRC信令中的至少一种,通知和配置基站的位置信息。
可选的,所述基站的位置信息,包括以下信息中的至少一种:基站的经度、纬度和海拔高度。
可选的,所述通知或配置的基站的位置信息为基站的实际位置信息;或者,所述通知或配置的基站的位置信息,与基站的实际位置信息的偏差小于或等于第一预设阈值,和/或大于或等于第二预设阈值。
请参考图10,本发明实施例提供了基站的另一结构示意图,包括:处理器1001、收发机1002、存储器1003和总线接口,其中:
在本发明实施例中,基站1000还包括:存储在存储器上1003并可在处理器1001上运行的程序,所述程序被处理器1001执行时实现如下步骤:通过系统信息SI和无线资源控制RRC信令中的至少一种,通知或配置基站的位置信息。
在图10中,总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥,具体由处理器1001代表的一个或多个处理器和存储器1003代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起,这些都是本领域所公知的,因此,本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机1002可以是多个元件,即包括发送机和接收机,提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。
处理器1001负责管理总线架构和通常的处理,存储器1003可以存储处理器1001在执行操作时所使用的数据。
可选的,所述基站的位置信息,包括以下信息中的至少一种:基站的经度、纬度和海拔高度。
可选的,所述通知或配置的基站的位置信息为基站的实际位置信息;或者,所述通知或配置的基站的位置信息,与基站的实际位置信息的偏差小于或等于第一预设阈值,和/或大于或等于第二预设阈值。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
在本申请所提供的实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (23)
1.一种信号传输方法,应用于通信设备,其特征在于,包括:
获得基站的位置信息;
确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,获得基站的位置信息,包括:
通过预先约定、系统信息SI和无线资源控制RRC信令中的至少一种,获得所述基站的位置信息。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,按照以下至少一种方式,确定所述通信设备的传输定时:
根据基站位置信息,确定所述基站和所述通信设备的空间传播距离;根据所述空间传播距离,确定所述通信设备的传输定时;
和/或,
根据所述空间传播距离,确定初始时间校准值NTA;根据所述NTA,确定通信设备的传输定时,其中,所述通信设备的传输定时等于(NTA+NTA_offset)×Tc,其中,NTA_offset为定时提前偏移值,Tc为基本时间单位。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率,包括:
确定物理随机接入信道PRACH、物理上行共享信道PUSCH、物理上行控制信道PUCCH、探测参考信号SRS、解调参考信号DMRS中至少一种信道或信号的传输定时和/或载波频率。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述通信设备的传输定时,包括:
确定所述通信设备到基站的上行帧的传输时间,相比于对应的下行帧的首个检测到的路径的接收时间的定时提前量为所述通信设备的传输定时。
6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,根据基站位置信息,确定所述基站和所述通信设备的空间传播距离,包括:
确定第一参考时刻所述基站和所述通信设备的空间传播距离;
所述第一参考时刻包括如下至少一种:
所述通信设备获得所述基站位置信息的时间;
所述通信设备发送信号和/或信道的时间。
7.如权利要求1所述的方法,其特征在于,确定所述通信设备的载波频率,包括:
根据基站的位置信息,确定所述基站和所述通信设备的第一频率偏移量fd;
按照以下至少一种方式,根据所述第一频率偏移量fd,确定所述通信设备的载波频率f″0:
方式一:f″0=f0-fd
其中,f0为基站发送信号频率;
方式二:f″0=f′0-2·fd
其中,f′0表示所述通信设备接收到基站发送信号的频率。
12.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述基站的位置信息,包括以下信息中的至少一种:基站的经度、纬度和海拔高度。
13.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述获得的基站的位置信息为基站的实际位置信息;
或者,
所述获得的基站的位置信息,与基站的实际位置信息的偏差小于或等于第一预设阈值,和/或大于或等于第二预设阈值。
14.一种信号传输方法,应用于基站,其特征在于,包括:
通过系统信息SI和无线资源控制RRC信令中的至少一种,通知或配置基站的位置信息。
15.如权利要求14所述的方法,其特征在于,所述基站的位置信息,包括以下信息中的至少一种:基站的经度、纬度和海拔高度。
16.如权利要求14所述的方法,其特征在于,
所述通知或配置的基站的位置信息为基站的实际位置信息;
或者,
所述通知或配置的基站的位置信息,与基站的实际位置信息的偏差小于或等于第一预设阈值,和/或大于或等于第二预设阈值。
17.一种通信设备,其特征在于,包括:
位置获取模块,用于获得基站的位置信息;
参数确定模块,用于确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率。
18.一种通信设备,其特征在于,包括处理器和收发机,其中,
所述收发机,用于获得基站的位置信息;
所述处理器,用于确定所述通信设备的传输定时和/或所述通信设备的载波频率。
19.一种通信设备,其特征在于,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至13中任一项所述的方法的步骤。
20.一种基站,其特征在于,包括:
位置配置模块,用于通过系统信息SI和无线资源控制RRC信令中的至少一种,通知和配置基站的位置信息。
21.一种基站,其特征在于,包括处理器和收发机,其中,
所述收发机,用于通过系统信息SI和无线资源控制RRC信令中的至少一种,通知或配置基站的位置信息。
22.一种基站,其特征在于,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序,所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求14至16中任一项所述的方法的步骤。
23.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有程序,所述程序被处理器执行时,实现如权利要求1至16中任一项所述的方法的步骤。
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