專利名稱:一種頻偏補償?shù)姆椒ā⒀b置及系統(tǒng)的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及通信領域,特別是涉及頻偏補償?shù)姆椒ā⒀b置及系統(tǒng)。
技術背景當發(fā)射源與接收體之間存在相對運動時,接收體接收的發(fā)射源發(fā)射信息的 頻率與發(fā)射源發(fā)射信息頻率不相同,這種現(xiàn)象稱為多普勒效應,接收頻率與發(fā)射頻率之差稱為多普勒頻偏(doppler shift)。當發(fā)射源與接收體之間有相對運動 時,接收體接收的信號頻率fR與發(fā)射源發(fā)射頻率fT存在多普勒頻偏Af,即 △f=fR-fT ;當接收體與發(fā)射源相互靠近時,接收頻率fR大于發(fā)射頻率fT,即 △fX);當接收體與發(fā)射源相互遠離時,接收頻率小于發(fā)射頻率,即Af<0; 若接收體與發(fā)射源相互靠近或相互遠離的速度為v,則接收體接收信號的多普勒頻偏為A^fv.cos^/c, f為接收體接收信號時的頻率,^表示接收體和發(fā)射 源的連線與地面的夾角,c為聲速??梢姡嗥绽疹l偏公式與四個參數(shù)有關, 通過多普勒頻偏^^式獲得頻偏的過程比4交繁瑣。現(xiàn)有終端采用自動頻率控制(Automatic Frequency Control, AFC)的頻率 控制方案來對抗頻偏,即終端才艮據(jù)檢測后的數(shù)據(jù)符號估計出的平均頻偏值,相 應地提高或降低本振頻率。在高速移動環(huán)境下(如車速為400Km/h以上),此時 采用現(xiàn)有的AFC控制方案則需要很長的時間才能進入穩(wěn)定狀態(tài),使終端的性 能惡化。為了改善高速環(huán)境下終端的性能,可以考慮調(diào)小AFC的周期和調(diào)大 步長,使得終端遇到較大幅度的頻偏時,終端的本振頻率能夠較快地跟蹤到接 收頻率上,但較小的AFC周期和較大的調(diào)整步長設置,對于速度較為緩慢或 者靜止場景,終端的本振頻率抖動過大,也會影響其性能??梢姡捎肁FC 方案來對抗發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實施例提供一種頻偏補償?shù)姆椒?、裝置及系統(tǒng),用于簡單有效的實 現(xiàn)頻率控制,保_〖正業(yè)務連續(xù)。一種頻偏補償?shù)姆椒?,包括以下步驟 確定上4于信號的實際頻率;根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和實際頻率,確定上行信號發(fā)生的頻偏; 根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信號應采用的頻率。 一種用于頻偏補償?shù)难b置,包括 接口模塊,用于確定上行信號的實際頻率;第一計算模塊,用于根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和接口模塊獲得的實際頻 率,確定上行信號發(fā)生的頻偏;第二計算模塊,用于根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信號應采用的頻率。一種用于頻偏補償?shù)南到y(tǒng),包括用戶設備,用于在指定的頻率上發(fā)送上行信號;第一基站,用于獲得上行信號的實際頻率,根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和接 口模塊獲得的實際頻率,確定上行信號發(fā)生的頻偏,并根據(jù)下行信號的規(guī)定頻 率和所述頻偏,確定下4于信號應釆用的頻率。一種用于頻偏補償?shù)南到y(tǒng),包括用戶設備,用于在指定的頻率上發(fā)送上行信號;第一基站,用于確定上行信號的實際頻率,根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和接 口模塊獲得的實際頻率,確定上行信號發(fā)生的頻偏,并當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng) 元間切換完成時,將該頻偏發(fā)送給第二基站;第二基站,用于根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信號應采 用的頻率。本發(fā)明實施例通過上行信號確定頻偏,并據(jù)此補償下行信號可能發(fā)生的頻偏。該方法實現(xiàn)簡單快速并且能夠有效的保證業(yè)務連續(xù)。
圖1為本發(fā)明實施例中頻偏的主要方法流程圖;圖2為本發(fā)明實施例中頻偏的詳細方法流程圖;圖3為本發(fā)明實施例中裝置的結構圖;圖4為本發(fā)明實施例中B3G系統(tǒng)的結構圖;圖5為本發(fā)明實施例中3G系統(tǒng)的結構圖;圖6為本發(fā)明實施例中B3G系統(tǒng)的詳細方法流程圖;圖7為本發(fā)明實施例中3G系統(tǒng)的詳細方法流程圖;圖8為本發(fā)明實施例中RACH的幀結構示意圖;圖9為本發(fā)明實施例中FACH的幀結構示意圖;圖IO為本發(fā)明實施例中上行DCH的幀結構示意圖;圖11為本發(fā)明實施例中下行DCH的幀結構示意圖;圖12為本發(fā)明實施例中頻偏的結構示意圖。
具體實施方式
本發(fā)明實施例由網(wǎng)絡側才艮據(jù)上行信號計算出頻偏,以此來對下行信號進行 補償,快速有效的做出頻偏補償,滿足用戶的傳輸質(zhì)量要求。 參見圖1,本實施例中頻偏補償?shù)闹饕椒鞒倘缦?步驟101:獲得上4亍信號的實際頻率。步驟102:才艮據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和實際頻率,確定上行信號發(fā)生的頻 偏。該規(guī)定頻率是網(wǎng)絡側指定用戶側使用的頻率。步驟103:根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信號應采用的 頻率。通過主要方法的描述,對頻偏補償過程有了大概的了解,下面對其實現(xiàn)過 程進行詳細描述,參見圖2所示,具體流程如下步驟201:接收上行信號。步驟202:確定上行信號中多個數(shù)據(jù)幀的實際頻率,該多個數(shù)據(jù)幀可以是 連續(xù)的,也可以是離散的。步驟203:確定多個數(shù)據(jù)幀的實際頻率的平均值。在步驟202和203中,可以只確定上行信號中一個翁j居幀的實際頻率(尤 其是最后一個數(shù)據(jù)幀的實際頻率),不采用平均值方式,這樣在后續(xù)步驟中得 到的頻偏的即時性較好。而根據(jù)平均值確定頻偏的穩(wěn)定性較好。下面以平均值 為例進行說明。步驟204:計算上4于信號的實際頻率的平均值fba與^>定頻率fUp的差值 (相當于多普勒頻偏),即Af-fUa-fiip。步驟205:確定下4亍信號的規(guī)定頻率fdp。在時分雙工(Time Division Duplex, TDD)和頻分雙工(Frequency Division Duplex, FDD)系統(tǒng)中該下行 信號的規(guī)定頻率都是已知的。步驟206:根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率fdp與所述頻偏Af的差值,確定下行 信號應采用的頻率fda,即fda-fdp-Af。若在步驟204中是Af-fup-fua,則 此步驟中應為fda = fdp+ Af。在fda-fdp-Af中,可以進一步增加調(diào)整因子a ,即fda = fdp-Afx a。 該《可以使頻偏補償變得更靈活、準確,因為如果用戶設備的移動速度變化很 快,根據(jù)上行信號確定的頻偏應用到下行傳輸時一定存在偏差,這時就可以通 過"進行很好的控制。其具體取值可以與多種因素有關,如用戶設備的移動方 向、信號傳輸方向和移動速度等。例如,升速時,可以將"設為大于1,減速 時,可以將"設為小于1。上述過程是針對用戶設備歸屬的網(wǎng)絡側網(wǎng)元不變的情況而言。在用戶設備 進行網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換過程中,存在頻偏跳變的情況,負的多普勒頻偏會突然 變成正的多普勒頻偏,則當步驟204中采用Af-fba-fiip時,此時在步驟206 中的計算應為fda = fdp+Af,當步驟204中采用Af=fua + fUp時,此時在步驟206中的計算應為fda = fdp - Af。參見圖3,本實施例提供用于實現(xiàn)頻偏補償?shù)难b置,其包括接口模塊301、 第一計算模塊302和第二計算模塊303。該裝置可以具體為基站(NodeB)或 演進基站(EvolvedNode B, eNB )等。接口模塊301用于確定上行信號的實際頻率。接口模塊301具體用于只確 定上行信號中一個數(shù)據(jù)幀的實際頻率(尤其是最后一個數(shù)據(jù)幀的實際頻率)為 上行信號的實際頻率,或者確定上行信號的多個數(shù)據(jù)幀的實際頻率的平均值為 上行信號的實際頻率。第一計算模塊302用于根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和實際頻率,確定上行信 號發(fā)生的頻偏。第一計算模塊302具體用于將上行信號的實際頻率與規(guī)定頻率 的差確定為頻偏。第二計算模塊303用于根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信 號應采用的頻率。第二計算模塊303包括第一計算單元和第二計算單元。第 一計算單元當用戶設備未進行網(wǎng)絡側網(wǎng)元切換或在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換過程中時,將下行信號的規(guī)定頻率與頻偏的差確定為下行信號應采用的頻率。 第二計算單元當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換完成時,將下行信號的規(guī)定頻率與頻偏的和確定為下刊M言號應采用的頻率。由于所述裝置可能為基站或演進基站,導致當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切 換完成時頻偏補償?shù)倪^程也不同,首先介紹兩種系統(tǒng)。參見圖4,本實施例中不包括無線網(wǎng)絡控制器(Radio Network Controller, RNC)的系統(tǒng),其包括用戶設備和演進基站。用戶設備用于在一定的頻率上發(fā)送上行信號。源演進基站用于通過用戶設備發(fā)送的上行信號確定上行信號的實際頻率, 并根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和實際頻率,確定上行信號發(fā)生的頻偏,以及根據(jù) 下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信號應采用的頻率。當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換完成時,源演進基站將下行信號應采用的頻率發(fā)送給目標演 進基站。目標演進基站用于根據(jù)該下行信號應采用的頻率發(fā)送下行信號給用戶設備。其中,源演進基站和目標演進基站均包括用于在演進基站和演進基站之間 直接傳遞下行信號應采用的頻率的接口 ?;蛘?,源演進基站用于通過用戶設備發(fā)送的上行信號確定上行信號的實際 頻率,當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換完成時,將上行信號的實際頻率發(fā)送給 目標演進基站。目標演進基站用于根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和實際頻率,確定 上行信號發(fā)生的頻偏,以及根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信 號應采用的頻率?;蛘?,源演進基站用于通過用戶設備發(fā)送的上行信號確定上行信號的實際 頻率,根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和實際頻率,確定上行信號發(fā)生的頻偏,當用 戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換完成時,將頻偏發(fā)送給目標演進基站。目標演進基 站用于根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信號應采用的頻率。參見圖5,本實施例中包括RNC的系統(tǒng),其包括用戶設備、基站和RNC。 用戶設備用于在一定的頻率上發(fā)送上行信號。源基站用于通過用戶設備發(fā)送的上行信號確定上行信號的實際頻率,并根 據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和實際頻率,確定上行信號發(fā)生的頻偏,以及根據(jù)下行 信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信號應采用的頻率。并將下行信號應采 用的頻率發(fā)送給RNC。RNC用于當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換完成時將來自源基站的下行信 號應采用的頻率轉(zhuǎn)發(fā)給目標基站。目標基站用于根據(jù)該下行信號應采用的頻率發(fā)送下行信號給用戶設備?;蛘撸椿居糜谕ㄟ^用戶設備發(fā)送的上行信號確定上行信號的實際頻 率,當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換完成時,將上行信號的實際頻率通過RNC發(fā)送給目標基站。目標基站用于根據(jù)上行倌號的規(guī)定頻率和賣際頻率,確定上 行信號發(fā)生的頻偏,以及根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信號 應采用的頻率?;蛘?,源基站用于通過用戶設備發(fā)送的上行信號確定上行信號的實際頻 率,根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和實際頻率,確定上行信號發(fā)生的頻偏,當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換完成時,將頻偏通過RNC發(fā)送給目標基站。目標基 站用于根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信號應采用的頻率。下面針對兩種系統(tǒng)分別介紹當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換完成時的頻 偏補償過程。參見圖6,本實施例中圖4所示系統(tǒng)的方法實現(xiàn)流程如下 步驟601:用戶設備向源eNB發(fā)送測量報告。 步驟602:源eNB以實際頻率接收用戶設備發(fā)送的測量報告。 步驟603:源eNB根據(jù)測量報告確定用戶設備需要切換到其它小區(qū)。 步驟604:源eNB根據(jù)上行的實際頻率和規(guī)定頻率確定頻偏。 步驟605:源eNB根據(jù)下行的規(guī)定頻率和頻偏確定下行應采用的實際頻率。 源eNB采用fda = fdp + Af,因為在源eNB與目標eNB存在一定距離時會發(fā)生 頻偏跳變的情況,即用戶設備從遠離源eNB變?yōu)榭拷繕薳NB, cos^從負數(shù) 跳變?yōu)檎龜?shù)。因此Af也需要從負數(shù)變?yōu)檎龜?shù),故釆用fda = fdp+Af。步驟606:源eNB向目標eNB發(fā)送小區(qū)切換的連接請求,并攜帶有下行 應采用的實際頻率。目標eNB至少在第一次向用戶設備發(fā)送下行信號時采用 該下行實際頻率。其中,步驟603 - 605相對于步驟602是獨立的,它們之間沒有嚴格的執(zhí) 行順序。源eNB可以將頻偏發(fā)送給目標eNB,由目標eNB完成步驟605所執(zhí)行的 操作。參見圖7,本實施例中圖5所示系統(tǒng)的方法實現(xiàn)流程如下步驟701:用戶設備向源基站發(fā)送測量才艮告。步驟702:源基站以實際頻率接收用戶設備發(fā)送的測量報告。步驟703:源基站根據(jù)上行的實際頻率和規(guī)定頻率確定頻偏。源基站采用fda = fdp+ Af。步驟705:源基站向RNC發(fā)送測量報告,并攜帶有確定的下行應采用的實 際頻率。步驟706: RNC根據(jù)測量報告確定用戶設備需要切換到其它小區(qū)。 步驟707: RNC向目標基站發(fā)送小區(qū)切換的連接請求,并攜帶有下行應采用的實際頻率。目標基站至少在第一次向用戶設備發(fā)送下行信號時采用該下行實際頻率。其中,步驟704中由源基站完成的功能也可由RNC或目標基站實現(xiàn),則 源基站在測量^^艮告中只需攜帶頻偏。測量報告通過FP幀發(fā)送給RNC, FP幀有多種,如RACH、 FACH、上行 DCH、下行DCH的FP幀結構,具體結構參見圖8-圖11所示,F(xiàn)P幀中的空 閑字段可用于傳輸與頻偏有關的信息,可以攜帶上行的實際頻率和下行應采用 的頻率,也可以攜帶頻偏,與頻偏有關的信息所占有的位數(shù)可根據(jù)實際應用情 況而定。圖12為頻偏信息字段結構的一個實例,頻偏信息字段由兩個字節(jié)組 成,本實施例采用13位表示頻偏,即可表示0-8191這個范圍,例如0—4094 表示頻偏為負數(shù),由-4095Hz到-lHz, 4095表示頻偏為0, 4096—8191表示頻 偏為正數(shù),由lHz到4096Hz;其它5位為作為保留位進行預留。用于實現(xiàn)本發(fā)明實施例的軟件可以存儲于軟盤、硬盤、光盤和閃存等存儲 介質(zhì)。本發(fā)明實施例通過上行信號確定頻偏,并據(jù)此補償下行信號可能發(fā)生的頻 偏。該方法實現(xiàn)簡單快速并且行之有效,尤其是適應了用戶設備高速移動的場 景(如時速120千米以上)。本發(fā)明實施例還通過a對頻偏作更細致的調(diào)整,進一步提高了傳輸質(zhì)量。同時,本發(fā)明實施例針對用戶談備未在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間 切換及在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換過程提出了解決方案,使本發(fā)明實施例在小區(qū)切換 過程也同樣適用。明的精神和范圍。這樣,倘若對本發(fā)明的這些^"改和變型屬于本發(fā)明權利要求 及其等同技術的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權利要求
1、一種頻偏補償?shù)姆椒?,其特征在于,包括以下步驟確定上行信號的實際頻率;根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和獲得的實際頻率,確定上行信號發(fā)生的頻偏;根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信號應采用的頻率。
2、 如權利要求1所述的方法,其特征在于,確定上行信號的實際頻率包 括將接收到的上行信號中最后一數(shù)據(jù)幀的實際頻率確定為上行信號的實際頻 率;或者,將接收到的上行信號中多個數(shù)據(jù)幀的實際頻率的平均值確定為上行 信號的實際頻率。
3、 如權利要求1所述的方法,其特征在于,根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和 獲得的實際頻率確定上4于信號發(fā)生的頻偏具體包括將上行信號的實際頻率與 規(guī)定頻率的差確定為頻偏。
4、 如權利要求3所述的方法,其特征在于,通過頻偏因子對所述頻偏調(diào)整。
5、 如權利要求3或4所述的方法,其特征在于,當用戶設備未進行網(wǎng)絡 側網(wǎng)元切換時或在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換過程中,根據(jù)下4亍信號的規(guī)定頻率和所述 頻偏確定下行信號應采用的頻率具體包括將下行信號的^L定頻率與所述頻偏 的差確定為下行信號應采用的頻率。
6、 如權利要求3或4所述的方法,其特征在于,當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng) 元間切換完成時,根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏確定下行信號應采用的 頻率具體包括將下行信號的規(guī)定頻率與所述頻偏的和確定為下行信號應采用 的頻率。
7、 如權利要求l所述的方法,其特征在于,還包括步驟 將下行信號應采用的頻率發(fā)送給用戶設備要切換到的目標小區(qū)基站,指示目標小區(qū)基站根據(jù)該頻率發(fā)送下行信號。
8、 一種用于頻偏補償?shù)难b置,其特征在于,包括接口模塊,用于確定上行信號的實際頻率;第 一計算模塊,用于根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和接口模塊獲得的實際頻 率,確定上行信號發(fā)生的頻偏;第二計算模塊,用于根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信號 應采用的頻率。
9、 如權利要求8所述的裝置,其特征在于,接口模塊具體用于將接收到 的上4亍信號中最后一數(shù)據(jù)幀的實際頻率確定為上;f亍信號的實際頻率;或者,將 接收到的上行信號中多個數(shù)據(jù)幀的實際頻率的平均值確定為上行信號的實際 頻率。
10、 如權利要求8所述的裝置,其特征在于,第一計算模塊,具體用于將 上行信號的實際頻率與規(guī)定頻率的差確定為頻偏。
11、 如權利要求8所述的裝置,其特征在于,所述第二計算模塊包括第 一計算單元,當用戶設備未進行網(wǎng)絡側網(wǎng)元切換時或在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切 換過程中,將下行信號的規(guī)定頻率與頻偏的差確定為下行信號應采用的頻率;第二計算單元,當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換完成時,將下行信號的規(guī) 定頻率與頻偏的和確定為下行信號應采用的頻率。
12、 一種用于頻偏補償?shù)南到y(tǒng),其特征在于,包括 用戶設備,用于在指定的頻率上發(fā)送上行信號;第一基站,用于獲得上行信號的實際頻率,根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和接 口模塊獲得的實際頻率,確定上行信號發(fā)生的頻偏,并根據(jù)下行信號的規(guī)定頻 率和所述頻偏,確定下行信號應采用的頻率。
13、 如權利要求12所述的系統(tǒng),其特征在于,第一基站為所述用戶設備 接入的基站;第一基站直接根據(jù)用戶設備發(fā)送的上行信號獲得上行信號的實際 頻率。
14、 如權利要求12所述的系統(tǒng),其特征在于,還包括第二基站;第一基站還用于當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換完成時,將下行信號應采用的頻率發(fā)送給第二基站;第二基站用于根據(jù)該下行信號應采用的頻率發(fā)送下 行信號給用戶設備。
15、 如權利要求12所述的系統(tǒng),其特征在于,還包括第二基站;第二基站根據(jù)用戶設備發(fā)送的上行信號獲得上行信號的實際頻率,并當用 戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換完成時,將上行信號的實際頻率發(fā)送給第一基站。
16、 如權利要求14或15所述的系統(tǒng),其特征在于,還包括無線資源管理器;無線資源管理器用于當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng)元間切換完成時,將來自第一 基站的與頻率調(diào)整有關的信息轉(zhuǎn)發(fā)給第二基站。
17、 一種用于頻偏補償?shù)南到y(tǒng),其特征在于,包括 用戶設備,用于在指定的頻率上發(fā)送上行信號;第一基站,用于確定上行信號的實際頻率,根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和接 口模塊獲得的實際頻率,確定上行信號發(fā)生的頻偏,并當用戶設備在網(wǎng)絡側網(wǎng) 元間切換完成時,將該頻偏發(fā)送給第二基站;第二基站,用于根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信號應采 用的頻率。
18、 如權利要求17所述的系統(tǒng),其特征在于,還包括無線資源管理器; 無線資源管理器用于將來自第一基站的頻偏轉(zhuǎn)發(fā)給第二基站。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種頻偏補償?shù)姆椒?,用于提高信號傳輸質(zhì)量,保證在高速場景下業(yè)務連續(xù)。所述方法為確定上行信號的實際頻率;根據(jù)上行信號的規(guī)定頻率和實際頻率,確定上行信號發(fā)生的頻偏;根據(jù)下行信號的規(guī)定頻率和所述頻偏,確定下行信號應采用的頻率。本發(fā)明還公開了一種用于實現(xiàn)所述方法的裝置和系統(tǒng)。
文檔編號H04W36/00GK101594179SQ200810113549
公開日2009年12月2日 申請日期2008年5月29日 優(yōu)先權日2008年5月29日
發(fā)明者劉之浩, 忻 孟, 芮鶴齡 申請人:中國移動通信集團上海有限公司