CN102164109B - 下行频偏补偿方法及用于进行下行频偏补偿的直放站 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种下行频偏补偿方法，该方法在需要补偿的下行时隙内，基站在各个RRU的预先指定的辅载波上***特定信号；直放站对信号进行接收，并将接收到的信号的频率与所述特定信号的频率进行比较，得出两者之间的频率误差；直放站将所述频率误差补偿到发射通道中。本发明还公开了一种用于进行下行频偏补偿的直放站。应用本发明能够对公共信道及其他BBU未进行频率补偿的信道进行下行频偏补偿。

Description

下行频偏补偿方法及用于进行下行频偏补偿的直放站

技术领域

本发明涉及高铁应用中的频偏补偿技术，特别涉及下行频偏补偿方法及用于进行下行频偏补偿的直放站。

背景技术

在高速铁路应用中，UE在高速移动时会相对工作频点产生频偏。在现有的网络处理技术中，对于上行信号，可以通过基带处理单元(BBU)强大的基带处理能力来纠正频偏；对于下行信号，如果BBU不做频率补偿，靠UE自身的能力是无法纠正频偏的，由此引起的主要问题为：UE无法驻留小区，并使误块率增加，从而导致业务性能下降。

为解决上述技术问题，目前业界所采取的网络处理技术为：在UE建立专用链路后，BBU将实施一个频偏补偿算法，使高铁应用场景下UE在专用链路产生的频偏得到补偿，从而解决了高铁应用场景下专用业务的性能问题。

然而，现有技术并未对公共信道、以及其他BBU未进行频率补偿的信道的频偏补偿提出任何解决方案。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种下行频偏补偿方法以及一种用于进行下行频偏补偿的直放站，以对公共信道及其他BBU未进行频率补偿的信道进行下行频偏补偿。

为达到上述目的，本发明提供了一种下行频偏补偿方法，包括：

在需要补偿的下行时隙内，基站在各个远端处理单元RRU的预先指定的辅载波上***特定信号；

直放站对信号进行接收，并将接收到的信号的频率与所述特定信号的频率进行比较，得出两者之间的频率误差；

直放站将所述频率误差补偿到发射通道中。

所述将接收到的信号的频率与所述特定信号的频率进行比较为：从接收到的信号中找出幅度最大的信号，将所述幅度最大的信号的频率与所述特定信号的频率进行比较。

所述需要补偿的下行时隙为时隙0或者BBU未进行频率补偿的下行时隙。

该方法可以进一步包括：

预先在直放站中设置两个背对背放置的天线，并令两个天线的前后隔离度大于20dB；

直放站分别使用两个通道对每个天线所接收到的强径进行频偏补偿，并将进行频偏补偿之后的信号放大之后发出。

本发明还提供了一种用于进行下行频偏补偿的直放站，包括：

频偏计算模块，用于将接收到的信号的频率与所述特定信号的频率进行比较，得出两者之间的频率误差；

直接数字式频率合成器，用于将所述频率误差补偿到直放站的本振中；

变频器，用于将所述频率误差通过本振补偿到直放站的发射通道中。

所述频偏计算模块，还用于从接收到的信号中找出幅度最大的信号，将所述幅度最大的信号的频率与所述特定信号的频率进行比较，得出两者之间的频率误差。

所述直放站中进一步包含两个背对背放置的天线，且所述两个天线的前后隔离度大于20dB；

所述频偏计算模块，分别使用两个通道对每个天线所接收到的强径进行频率误差计算；

所述直接数字式频率合成器，用于根据所述频率误差计算的结果将频率误差分别补偿到直放站的本振中；

所述变频器，用于将频率误差通过本振补偿到直放站的发射通道中。

由上述技术方案可见，本发明提供的下行频偏补偿方法及直放站能够对公共信道及其他BBU未进行频率补偿的信道进行下行频偏补偿。并且本发明技术方案具有以下优点：直放站不影响UE在各个path、cell之间的切换；对基站侧的修改简单，只需在特定载波上发送特定信号即可；直放站进行频率估计使用的是特定信号，因此无需解调到基带，使得技术方案简单易行，且直放站硬件实现简单。此外，使用了天线的隔离度实现强径的选择，无需进行其他处理。另外，直放站可以通过接收到的特定信号得到时隙配比信息，以使直放站的时隙配比与基站可以方便地自动同步，无需人工设置。

附图说明

图1为本发明在辅载波TS0时隙内***特定信号后的TS0频域示意图；

图2为本发明在辅载波TS0时隙内的不同RRU通道上分别***特定信号的示意图；

图3为本发明一较佳直放站的实现框图；

图4为本发明双天线、双通道频偏补偿方法的原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

在高铁应用中，直放站用于从远端处理单元(RRU)接收下行信号，并将下行信号放大之后通过发射通道转发给UE。

本发明的主要思想是：在需要补偿的下行时隙内，基站在各个RRU的某个指定的辅载波上***特定信号，直放站对该信号进行接收，并将接收到的信号的频率与该特定信号的频率相比，得出两者之间的频率误差，然后将该频率误差补偿到发射通道中，从而实现对该下行时隙的频偏补偿。

以TS0时隙的频率补偿为例，由于现有技术中辅载波的TS0时隙没有使用，因此，按照本发明方法可以在TS0时隙内，在各个RRU发射的某个指定的辅载波上***特定信号，直放站对该信号进行接收，并将接收到的信号的频率与该特定信号的频率相比，得出频率误差，然后将该频率误差补偿到TS0时隙的发射通道中。

以3C高铁覆盖为例，如在辅载波的TS0上***特定信号，此时的TS0频域示意图如图1所示。图1中：

F1为主载波的中心频率，F2和F3为辅载波的中心频率。图中仅F1所处的区域以阴影示出，表示只有主载波有TS0，其他载波没有TS0。

F4、F5、F6为3个RRU通道分别在辅载波TS0时隙内***的特定信号。对于同一个RRU通道来说，在辅载波F3的TS0时隙内仅***1个频点的特定信号(即：F4、F5、F6中的一个)；对于紧邻的3个RRU通道(如图2所示通道1、通道2和通道3)，在辅载波F3的TS0时隙内依次分别***F4、F5、F6，如图2所示。即：通道1在F3***F4，通道2在F3***F5，通道3在F3***F6；更多通道的处理按3个通道的情况循环处理即可。

上述示例***特定信号的资源利用了辅载波的TS0，将来如果辅载波的TS0也要使用的话，可以在任意其他不用的载波资源上***特定信号以实现频偏补偿。该特定信号中可以包含上下行时隙配比信息。

本发明一较佳直放站的实现框图如图3所示。图3所示直放站从基站接收到下行信号后的处理流程如下：

第1步：直放站通过低噪声放大器(LNA：Low Noise Amplifier)接收到基站的下行信号后，依次通过上变频器MIXER1进行下变频处理(本振为LO1)、声表面波滤波器(IF SAWF)进行滤波、模数转换器(ADC)进行采样和数字滤波处理之后，找到TS0时隙内F3载波中***的各个特定信号。

第2步：从上述各个特定信号中找出幅度最大的特定信号及其频率，该频率由于多普勒效应的影响与基站发射的特定信号的初始频率已经有了偏移，将该频偏记为Δf。

第3步：直放站中的频偏计算模块在数字域上求出Δf。

第4步：将该Δf通过直接数字式频率合成器(DDS)补偿进本振信号LO2。

第5步：包含频率补偿信息的本振信号LO2通过上变频器MIXER2在TS0时隙内将频偏补偿信息补偿进发射通道。

第6步：将补偿后的信号通过功率放大器(PA)发送出去。

对于除TS0之外的其他下行时隙，如果BBU没有进行频率补偿，则直放站可以将所得到的频率误差在其他时隙内补偿进发射通道；如果BBU已经对其他时隙进行了补偿，则直放站无需补偿这些时隙。

对于直放站到基站只有一个强径、且不发生切换的应用场景，通过本发明提供的上述技术方案可以很好地解决下行频偏的问题。但是，如果直放站处于同一小区内的两个强径之间，或者直放站处于不同小区内的两个强径之间，UE就会收到两个强度基本相同的信号，这两个信号无论如何进行频率补偿必定有一个信号会出现2Δf的频偏，此时，UE的接收就会有无法驻留小区和误块率增加的问题。

为解决这两个问题，本发明引入了双天线、双通道解决方案，该方案的原理示意图如图4所示。

直放站的两个施主天线背对背放置，两个天线的前后隔离度经仿真和实测可以做到大于20dB，这样就可以保证每个天线接收到的信号只有一个强径，直放站使用两个通道对每个强径各自进行纠偏，即对图中所示的path1补偿+Δf，对图中所示的path2补偿-Δf，并将纠偏之后的信号全部放大到车厢内部去。

UE在各个径、小区之间如何切换，直放站不参与。

由上述实施例可见，本发明提供的下行频偏补偿方法及直放站能够对公共信道及其他BBU未进行频率补偿的信道进行下行频偏补偿。并且本发明技术方案具有以下优点：直放站不影响UE在各个path、cell之间的切换；对基站侧的修改简单，只需在特定载波上发送特定信号即可；直放站进行频率估计使用的是特定信号，因此无需解调到基带，使得技术方案简单易行，且直放站硬件实现简单。此外，使用了天线的隔离度实现强径的选择，无需进行其他处理。另外，直放站可以通过接收到的特定信号得到时隙配比信息，以使直放站的时隙配比与基站可以方便地自动同步，无需人工设置。

以上所述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 (2)

1.一种下行频偏补偿方法，其特征在于，适用于高铁应用场景，包括：

预先在直放站中设置两个背对背放置的天线，并令两个天线的前后隔离度大于20dB；

在时隙0或者基带处理单元(BBU)未进行频率补偿的下行时隙内，基站在各个远端处理单元(RRU)的预先指定的空闲载波上***特定信号；

直放站通过所述两个背对背设置的天线对信号进行接收，从中分别找出幅度最大的信号作为各自的强径，将强径分别与所述特定信号的频率进行比较，得出两者之间的频率误差；

直放站使用两个通道分别对每个天线所接收到的强径进行频偏补偿，并将进行频偏补偿之后的信号放大之后发出。

2.一种用于进行下行频偏补偿的直放站，其特征在于，适用于高铁应用场景，包括：

两个背对背放置的天线，且所述两个天线的前后隔离度大于20dB；

所述两个背对背放置的天线，用于接收信号，所述信号是从基站在各个远端处理单元(RRU)的预先指定的空闲载波的时隙0或者基带处理单元(BBU)未进行频率补偿的下行时隙上***的特定信号；

频偏计算模块，用于从所述两个背对背放置的天线接收到的信号中分别找出幅度最大的信号作为各自的强径，并分别使用两个通道将每个天线所接收到的强径与特定信号的频率进行比较，得出两者之间的频率误差；

直接数字式频率合成器，用于将所述频率误差分别补偿到直放站的本振中；

变频器，用于将所述频率误差通过本振分别补偿到直放站的发射通道中。

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