CN108289068B - 一种频偏补偿方法及装置 - Google Patents

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CN108289068B CN201710017260.3A CN201710017260A CN108289068B CN 108289068 B CN108289068 B CN 108289068B CN 201710017260 A CN201710017260 A CN 201710017260A CN 108289068 B CN108289068 B CN 108289068B
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Abstract

本申请公开了一种频偏补偿方法及装置，用以利用预先计算得到的每一RRU的发射信号的频偏值对RRU发射信号进行频偏补偿，从而不需要动态监控终端的频偏值，降低了对频偏值获取的复杂度，减少了信号处理量以及测量误差，进而可以提高对RRU发射信号频偏补偿精度。本申请提供的所述方法包括：确定终端沿预设线路在RRU的覆盖范围内的移动方向；利用预设的与所述移动方向对应的频偏值，对RRU的发射信号进行补偿；其中，与所述移动方向对应的频偏值，是预先根据该RRU在所述预设线路上的覆盖范围以及所述移动方向确定的，所述移动方向为第一方向或第二方向，所述第一方向和第二方向相反。

Description

一种频偏补偿方法及装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种频偏补偿方法及装置。
背景技术
在高铁上实现长期演进(Long Term Evolution，LTE)网络的连续覆盖，对提高用户的整体网络体验至关重要。高铁的组网方式一般为线性组网，并且由于高铁移动速度较快，为了防止终端频繁切换，一般会采用小区合并方式，即将多个射频拉远单元(RemoteRadio Unit，RRU)联合为一个小区，扩大单个小区的覆盖距离。
与普通的网络覆盖场景相比，高铁场景下，较高的多普勒频移以及多普勒频移的跳变对网络性能影响巨大。多普勒频移会导致频偏，以目前中国使用的频段(Band)39和Band 41为例，在时速300km/h的速度下，下行频偏分别约可达到526赫兹(Hz)和722Hz，上行频偏则为下行频偏的2倍，对于子载波间隔仅有15千赫(kHz)的LTE***而言，如此大的频偏会严重影响网络性能。此外，在小区覆盖范围内，频偏还会随着终端与基站之间的距离发生变化，终端接收到两个相邻的基站上对向覆盖的两个RRU发射信号的频偏是相反的，终端从一个RRU向另一个RRU方向移动时，如图1所示，在两个RRU的中间位置点，终端接收到的最强信号的频偏会发生跳变，这会给终端接收信号的频偏估计及补偿带来较大的困扰。
上述频偏问题严重影响了高铁的网络性能，影响列车内的信号强度，需对频偏进行补偿。对于上行频偏，即基站接收用户设备(User Equipment，UE)发送信号的频偏，基站侧可以方便的估计每个UE的频偏，基站侧能够灵活的在网络性能和复杂度之间进行权衡。但是对于下行频偏，即UE接收信号的频偏，由于不同UE接收信号的频偏相差较大，基站侧无法针对某个UE接收信号的频偏进行补偿。现有技术对于下行信号频偏的补偿方法，是在整个RRU的覆盖范围内，对RRU的发射信号使用一个纠偏值进行补偿。该纠偏值的获取方法包括：测量所有UE发送信号的频偏，将所有UE发送信号的频偏的平均值作为纠偏值，即该方法需要动态监控UE发送信号的频偏。中国的列车一般有200m和400m两种类型，而两个相邻基站之间的距离一般为1000m，即一个RRU的覆盖距离为500m，在一个RRU的覆盖范围内，列车中的不同的UE发送信号的频偏会存在较大差异，将所有UE发送信号的平均频偏值作为纠偏值对RRU的发射信号进行频偏补偿，会导致下行频偏补偿的精度较低，无法较好的补偿频偏带来的性能损失，并且，在获取纠偏值的过程中，需要测量列车中所有UE发送信号的频偏，信号处理量大，并且对UE发送信号的频偏进行测量的过程，会受到无线信道衰落的影响，测量误差较大，会导致最终获取的UE发送信号的频偏与UE发送信号的实际频偏存在较大差异。
综上所述，现有技术中对RRU发射信号的频偏补偿，需要动态监控列车内所有UE发送信号的频偏，对信号处理量大，测量误差较大，频偏补偿精度低。
发明内容
本申请实施例提供了一种频偏补偿方法及装置，用以利用预先计算得到的每一RRU的发射信号的频偏值对RRU发射信号进行频偏补偿，从而不需要动态监控终端的频偏值，降低了对频偏值获取的复杂度，减少了信号处理量以及测量误差，进而可以提高对RRU发射信号频偏补偿精度。
本申请实施例提供的一种频偏补偿方法，该方法包括：
确定终端沿预设线路在RRU的覆盖范围内的移动方向；
利用预设的与所述移动方向对应的频偏值，对RRU的发射信号进行补偿；
其中，与所述移动方向对应的频偏值，是预先根据该RRU在所述预设线路上的覆盖范围以及所述移动方向确定的，所述移动方向为第一方向或第二方向，所述第一方向和第二方向相反。
本申请实施例提供的频偏补偿方法，可以预先根据RRU在所述预设线路上的覆盖范围以及所述移动方向确定频偏值，终端在预设线路移动时，可以根据预设的与所述移动方向对应的频偏值对RRU的发射信号进行补偿，从而不需要动态测量终端的频偏，在降低了对频偏值获取的复杂度的同时，减少了信号处理量、降低了测量误差，进而可以提高对RRU发射信号的频偏补偿精度。
较佳地，预先根据该RRU在所述预设线路上的覆盖范围以及所述移动方向确定所述移动方向对应的频偏值具体包括：
在所述移动方向，确定终端在预设线路上进入该RRU的覆盖范围的位置与该RRU所在的基站到所述预设线路的投影位置之间的距离li，以及离开该RRU覆盖范围的位置与所述基站到所述预设线路的投影位置之间的距离lo；
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值。
较佳地，确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值具体包括：
在该RRU的覆盖范围，当所述移动方向为所述第一方向时，根据公式
Figure BDA0001206676070000031
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值；所述第一方向与所述RRU的发射信号传播方向的夹角小于等于π/2；
在该RRU的覆盖范围，当所述移动方向为所述第二方向时，根据公式
Figure BDA0001206676070000032
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值；所述第二方向与所述RRU的发射信号传播方向的夹角大于π/2；
其中，v为所述终端的移动速度，fc为所述RRU发射的载波频率，c为光速，r为所述基站到所述预设线路的距离，h为所述基站的高度，l为在所述预设线路上所述RRU覆盖范围内的任一位置与所述基站到所述预设线路投影位置之间的距离，
Figure BDA0001206676070000041
为所述RRU的发射信号的平均频偏值。
较佳地，确定li具体包括：确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置，其中，所述另一RRU为在所述移动方向上位于所述RRU之前的RRU；
确定lo具体包括：确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置，其中，所述另一RRU为在所述移动方向上位于所述RRU之后的RRU。
较佳地，根据如下公式，确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置：
PTX,n+Gn(l)-PLn(l)＝PTX,n+1+Gn+1(l)-PLn+1(l)；
其中，PTX,n为所述RRU的发射功率，Gn(l)为所述RRU的天线增益，PLn(l)为在所述预设线路上所述RRU覆盖范围内的位置到所述RRU的路径损耗；PTX,n+1表示所述另一RRU的发射功率，Gn+1(l)为所述另一RRU的天线增益，PLn+1(l)为在所述预设线路上所述另一RRU覆盖范围内的位置到所述另一RRU的路径损耗。
较佳地，采用如下公式确定所述PLn(l)：
PLn(l)＝20logf+20logl+92.4；
其中，f为第n个RRU的发射信号频率。
较佳地，该方法还包括：预先在每一个基站的每一信号发射方向上预先设置至少两个RRU，不同RRU在所述预设线路上的覆盖范围不完全相同。
较佳地，在所述RRU覆盖范围内，不存在移动方向相反的终端时，利用预设的与所述移动方向对应的频偏值，对RRU的发射信号进行补偿。
一种频偏补偿装置，所述装置包括：
确定单元，用于确定终端沿预设线路在RRU覆盖范围内的移动方向；
补偿单元，用于利用预设的与所述移动方向对应的频偏值，对所述RRU的发射信号进行补偿；
所述确定单元还用于，预先根据该RRU在所述预设线路上的覆盖范围以及所述移动方向确定与所述移动方向对应的频偏值，所述移动方向为第一方向或第二方向，所述第一方向和第二方向相反。
较佳地，所述确定单元确定与所述移动方向对应的频偏值具体包括：
在所述移动方向，确定终端在预设线路上进入该RRU的覆盖范围的位置与该RRU所在的基站到所述预设线路的投影位置之间的距离li，以及离开该RRU覆盖范围的位置与所述基站到所述预设线路的投影位置之间的距离lo；
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值。
较佳地，所述确定单元确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值具体包括：
在该RRU的覆盖范围，当所述移动方向为所述第一方向时，根据公式
Figure BDA0001206676070000051
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值；所述第一方向与所述RRU的发射信号传播方向的夹角小于等于π/2；
在该RRU的覆盖范围，当所述移动方向为所述第二方向时，根据公式
Figure BDA0001206676070000052
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值；所述第二方向与所述RRU的发射信号传播方向的夹角大于π/2；
其中，v为所述终端的移动速度，fc为所述RRU发射的载波频率，c为光速，r为所述基站到所述预设线路的距离，h为所述基站的高度，l为在所述预设线路上所述RRU覆盖范围内的任一位置与所述基站到所述预设线路投影位置之间的距离，
Figure BDA0001206676070000053
为所述RRU的发射信号的平均频偏值。
较佳地，所述确定单元确定li具体包括：确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置，其中，所述另一RRU为在所述移动方向上位于所述RRU之前的RRU；
所述确定单元确定lo具体包括：确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置，其中，所述另一RRU为在所述移动方向上位于所述RRU之后的RRU。
较佳地，所述确定单元根据如下公式，确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置：
PTX,n+Gn(l)-PLn(l)＝PTX,n+1+Gn+1(l)-PLn+1(l)；
其中，PTX,n为所述RRU的发射功率，Gn(l)为所述RRU的天线增益，PLn(l)为在所述预设线路上所述RRU覆盖范围内的位置到所述RRU的路径损耗；PTX,n+1为所述另一RRU的发射功率，Gn+1(l)为所述另一RRU的天线增益，PLn+1(l)为在所述预设线路上所述另一RRU覆盖范围内的位置到所述另一RRU的路径损耗。
较佳地，所述确定单元采用如下公式确定所述PLn(l)：
PLn(l)＝20logf+20logl+92.4；
其中，f为第n个RRU的发射信号频率。
较佳地，所述确定单元在如下情况，预先确定所述第一方向对应的该RRU覆盖范围内该RRU的发射信号的平均频偏值：预先在每一个基站的每一信号发射方向上预先设置至少两个RRU，不同RRU在所述预设线路上的覆盖范围不完全相同。
较佳地，所述确定单元还用于检测沿所述预设线路在所述RRU覆盖范围内，是否存在与所述移动方向相反的终端；
当在所述RRU覆盖范围内，不存在与所述移动方向相反的终端时，所述补偿单元利用预设的与所述移动方向对应的频偏值，对RRU的发射信号进行补偿。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中，终端从一个RRU向另一个RRU移动时，终端接收最强信号的频偏随终端据所述一个RRU的距离的变化情况的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种频偏补偿方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种频偏补偿方法中的网络规划中的RRU覆盖范围以及第一方向的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种频偏补偿方法中的网络规划中的RRU覆盖范围以及第二方向的示意图；
图5为本申请实施例提供的终端、预设线路和基站位置关系示意图；
图6为本申请实施例提供的一种频偏补偿方法中RRU覆盖范围的示意图；
图7为本申请实施例提供的一种RRU设置方式的示意图；
图8为本申请实施例提供的一种频偏补偿装置结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种频偏补偿方法及装置，用以利用预先计算得到的RRU覆盖范围内RRU的发射信号的频偏值对RRU的发射信号进行频偏补偿，从而不需要动态监控终端的频偏值，降低了对频偏值获取的复杂度，减少了信号处理量以及测量误差，进而可以提高对RRU发射信号频偏补偿精度。
本申请实施例提供的一种频偏补偿方法，如图2所示，包括：
S201、确定终端沿预设线路在RRU的覆盖范围内的移动方向；
所述预设线路，例如可以是铁路，所述终端例如可以是在铁路上行驶的列车中的UE，所述移动方向例如可以是列车沿铁路行驶的方向。
S202、利用预设的与所述移动方向对应的频偏值，对RRU的发射信号进行补偿；
其中，与所述移动方向对应的频偏值，是预先根据该RRU在所述预设线路上的覆盖范围以及所述移动方向确定的，所述移动方向为第一方向或第二方向，所述第一方向和第二方向相反。
本申请实施例提供的频偏补偿方法，可以预先根据RRU在所述预设线路上的覆盖范围以及所述移动方向确定RRU发射信号的频偏值，终端在预设线路移动时，可以根据预设的与所述移动方向对应的RRU发射信号的频偏值对RRU的发射信号进行补偿，从而不需要动态测量终端的频偏，在降低了对频偏值获取的复杂度的同时，减少了信号处理量、降低了测量误差，进而可以提高对RRU发射信号的频偏补偿精度。
较佳地，如图3所示，基站9上设置有RRU1和RRU2，基站14上设置有RRU3和RRU4，当移动方向为第一方向7时，预先根据RRU2在预设线路5上的覆盖范围6与第一方向7确定RRU2的频偏值具体包括：
位置8为终端沿第一方向7在预设线路5上进入RRU2的覆盖范围6的位置，位置11为终端沿第一方向7在预设线路5上离开RRU2的覆盖范围6的位置；确定进入RRU2的覆盖范围6的位置8与RRU2所在的基站9到预设线路5的投影位置10之间的距离li(图3中未示出)，以及离开RRU2的覆盖范围6的位置11与基站9到预设线路5的投影位置10之间的距离lo；需要说明的是，图3中终端在预设线路5上进入RRU2的覆盖范围6的位置8与基站9到预设线路5的投影位置10重合，因此li等于0；
确定RRU2的覆盖范围6内RRU2的发射信号的平均频偏值；
或者如图4所示，当移动方向为第二方向12时，预先根据RRU2在预设线路5上覆盖范围6与第二方向12确定RRU2的频偏值具体包括：
位置11为终端沿第二方向12在预设线路5上进入RRU2的覆盖范围6的位置，位置8为终端沿第二方向12在预设线路5上离开RRU2的覆盖范围6的位置，确定进入RRU2的覆盖范围6的位置11与RRU2所在的基站9到预设线路5的投影位置10之间的距离li，以及离开RRU2的覆盖范围6的位置8与基站9到预设线路5的投影位置10之间的距离lo(图4中未示出)；需要说明的是，图4中终端在预设线路5上离开RRU2的覆盖范围6的位置8与基站9到预设线路5的投影位置10重合，因此lo等于0；
确定RRU2的覆盖范围6内RRU2的发射信号的平均频偏值。
需要说明的是，针对同一个RRU覆盖范围，例如图3、4中的RRU2的覆盖范围6，当终端的移动方向不同，即图3中沿第一方向7、图4中沿第二方向12，在预设线路5上，在图3、图4中，终端进入RRU2的覆盖范围6的位置以及离开RRU2覆盖范围6的位置是相反的：终端沿第一方向7进入RRU2覆盖范围6的位置8为终端沿第二方向12离开RRU2覆盖范围6的位置，终端沿第一方向7离开RRU2覆盖范围6的位置11为终端沿第二方向12进入RRU2覆盖范围6的位置。
需要说明的是，如图5所示，多普勒频移导致频偏，终端接收信号的多普勒频移的公式为：
Figure BDA0001206676070000091
其中，v为终端13的移动速度，单位为米/秒(m/s)，fc为基站9上的RRU2(图5中未示出)发射的载波频率，单位为赫兹(Hz)，c为光速，c＝3×108m/s，r为基站9到预设线路5的距离，h为基站9的高度，l为在预设线路5上RRU2的覆盖范围6内的任一位置与基站9到预设线路5投影位置10之间的距离，r、h以及l的单位为m，α为RRU的信号的传播方向和终端的移动方向的夹角，单位为弧度，Δf的单位为Hz。当终端13沿第一方向7移动时，α＝θ，α小于π/2，此种情况有：
Figure BDA0001206676070000092
当终端4沿第二方向12移动时，α＝π-θ，α大于π/2，有：
Figure BDA0001206676070000093
较佳地，确定如图3所示RRU2的覆盖范围6内与第一方向7对应的RRU2的发射信号的平均频偏值具体包括：
在RRU2的覆盖范围6，第一方向7与所述RRU的发射信号传播方向的夹角小于等于π/2，根据如下公式，确定RRU2的覆盖范围6内RRU2的发射信号的平均频偏值；
Figure BDA0001206676070000101
确定如图4所示RRU2的覆盖范围6内与第二方向12对应的RRU2的发射信号的平均频偏值具体包括：
在该RRU的覆盖范围，第二方向12与所述RRU的发射信号传播方向的夹角大于π/2，根据如下公式，确定RRU2的覆盖范围6内RRU2的发射信号的平均频偏值；
Figure BDA0001206676070000102
其中，
Figure BDA0001206676070000103
为RRU的发射信号的平均频偏值。
Figure BDA0001206676070000104
的单位为赫兹(Hz)，li以及lo的单位为m。
需要说明的是，根据公式四和公式五可知，在v、fc、r和h确定的情况下，针对同一个RRU覆盖范围，其
Figure BDA0001206676070000105
的值取决于终端移动方向与RRU的发射信号传播方向的夹角以及li、lo的大小，因此，当所述移动方向确定，在该RRU覆盖范围，所述移动方向与所述RRU发射信号的传播方向的夹角也随之确定，终端进入、离开该RRU覆盖范围的位置也随之确定，从而可以确定li和lo的大小以及计算平均频偏值的公式，从而确定与所述移动方向对应的所述RRU覆盖范围的平均频偏值。较佳地，确定li具体包括：确定终端接收到的RRU的信号强度等于接收到的与该RRU覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置，其中，所述另一RRU为在所述移动方向上位于所述RRU之前的RRU；
如图3所示，确定沿第一方向7进入RRU2的覆盖范围6的li时，RRU1为在第一方向7上位于RRU2之前的RRU，位置8即为终端接收到的RRU2的信号强度等于接收到的RRU1的信号强度的位置；
如图4所示，确定沿第二方向12进入RRU2的覆盖范围6的li时，RRU3为在第二方向12上位于RRU2之前的RRU，位置11即为终端接收到的RRU2的信号强度等于接收到的RRU3的信号强度的位置；
确定lo具体包括：确定终端接收到的RRU的信号强度等于接收到的与该RRU覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置，其中，所述另一RRU为在所述移动方向上位于所述RRU之后的RRU；
如图3所示，确定沿第一方向7进入RRU2的覆盖范围6的lo时，RRU3为在第一方向7上位于RRU2之后的RRU，位置11即为终端接收到的RRU2的信号强度等于接收到的RRU3的信号强度的位置；
如图4所示，确定沿第二方向12进入RRU2的覆盖范围6的lo时，RRU1为在第二方向12上位于RRU2之后的RRU，位置8即为终端接收到的RRU2的信号强度等于接收到的RRU1的信号强度的位置。
需要说明的是，本申请实施例中涉及的RRU覆盖范围，是指终端在该覆盖范围内主要接收该RRU的发射信号。实际上，如图6所示，所述RRU2的发射信号在预设线路5上的范围与RRU3的发射信号在预设线路5上的范围存在重叠区域15，在所述重叠区域15，存在终端接收到的RRU2的信号强度等于接收到RRU3的信号强度的位置11，在重叠区域15除该位置11之外的区域，RRU11的发射信号强度与RRU3的发射信号强度不相等，在位置11的左侧重叠区域，终端主要接收RRU2的发射信号，该区域仍作为RRU2覆盖范围6的一部分；在位置11右侧的重叠区域，终端主要接收RRU3的发射信号，该区域作为RRU3的覆盖范围16的一部分。
较佳地，根据如下公式，确定图3、图4中，终端接收到的RRU2的信号强度等于接收到的RRU1的信号强度的位置8以及终端接收到的RRU2的信号强度等于接收到的RRU3的信号强度的位置11：
PTX,n+Gn(l)-PLn(l)＝PTX,n+1+Gn+1(l)-PLn+1(l) 公式六
其中，PTX,n为RRU2的发射功率，Gn(l)为RRU2的天线增益，PLn(l)为在预设线路5上RRU2覆盖范围6内的任一位置到RRU2的路径损耗，PTX,n+Gn(l)-PLn(l)为RRU2在该位置的信号强度；当确定终端接收到的RRU2的信号强度等于接收到的RRU1的信号强度的位置8时，PTX,n+1为RRU1的发射功率，Gn+1(l)为RRU1的天线增益，PLn+1(l)为在预设线路5上RRU1覆盖范围17内的位置到RRU1的路径损耗，PTX,n+1+Gn+1(l)-PLn+1(l)为RRU1的信号强度；当确定终端接收到的RRU2的信号强度等于接收到的RRU3的信号强度的位置11时，PTX,n+1为RRU3的发射功率，Gn+1(l)为RRU3的天线增益，PLn+1(l)为在预设线路5上RRU3覆盖范围16内的位置到RRU3的路径损耗，PTX,n+1+Gn+1(l)-PLn+1(l)为RRU3的信号强度；
其中，RRU的发射功率、天线增益以及路径损耗的单位均为分贝(dB)。
需要说明的是，当RRU的安装方位角和下倾角确定，其主瓣方向即天线增益最大的方向也随之确定，在预设线路的任一位置上，可以根据该位置与主瓣方向的夹角以及具体天线型号的方向图，确定出在该位置所述RRU的天线增益。
较佳地，采用如下公式确定PLn(l)：
PLn(l)＝20logf+20logl+92.4 公式七
其中，f为第n个RRU的发射信号频率。f的单位为MHz。
需要说明的是，路径损耗的计算方式需要根据路径损耗模型确定，路径损耗模型不同，对应的确定路径损耗的公式也不同，本申请实施例中的公式七是在自由空间路径损耗模型中路径损耗的公式。
此外，根据公式六预先确定终端接收到的RRU2的信号强度等于接收到的RRU1的信号强度的位置8以及终端接收到的RRU2的信号强度等于接收到的RRU3的信号强度的位置11时，在PLn(l)和PLn+1(l)相差不大的情况下，可以忽略路径损耗，只利用相邻的两个RRU的发射功率和天线增益确定终端接收到的RRU2的信号强度等于接收到的RRU1的信号强度的位置8以及终端接收到的RRU2的信号强度等于接收到的RRU3的信号强度的位置11。
在任一RRU覆盖范围内，假设第k个子载波的原始频域数据为ak，利用预设的与移动方向对应的频偏值
Figure BDA0001206676070000131
对ak进行补偿，补偿后的第k个子载波的频域数据为
Figure BDA0001206676070000132
其中，j为虚数单位，N为快速傅里叶变化的点数，e为自然对数。
较佳地，该方法还包括：预先在每一个基站上每一信号发射方向上预先设置至少两个RRU，不同RRU在所述预设线路上的覆盖范围不完全相同。
如图7所示，以在基站9和基站14上的每一个信号发射方向上设置两个RRU的情况为例，基站9上设置有RRU18、RRU19、RRU28和RRU29，基站14上设置有RRU22、RRU23、RRU30和RRU31；在基站9上，沿第一方向7一侧设置的RRU18和RRU19具有不同的下倾角，RRU18的下倾角较小，RRU19的下倾角较大，这样使得RRU18的覆盖范围20靠近基站9，RRU18覆盖范围21远离基站9；在基站14上，沿与第一方向7相反方向一侧设置的RRU22和RRU23具有不同的下倾角，RRU22的下倾角较小，RRU23的下倾角较大，这样使得RRU22的覆盖范围25靠近基站14，RRU23覆盖范围24远离基站14；这样，在预设线路5上，基站9和基站14之间形成4个RRU的覆盖范围：覆盖范围20、覆盖范围21、覆盖范围24以及覆盖范围25，即在相邻的两个基站之间的距离不变的情况下，每个RRU的覆盖范围缩小。采用如图7所示的RRU覆盖方式，在相邻的两个基站之间的距离不变的情况下，由于每个RRU的覆盖范围变小，在任一RRU覆盖范围内，该RRU发射信号的频偏更加接近，这样，利用预设的与移动方向对应的频偏值分别对不同的RRU的发射信号进行补偿，可以提高RRU的发射信号的频偏补偿精度。此外，本申请实施例提供的RRU设置方法，不需要增加额外的基站，在现有的基站设置的基础上新增RRU即可实现，对设置成本要求较低。
当按照如图7所示的RRU设置方式，当根据RRU19的覆盖范围21与第一方向7预先确定对应的RRU19的频偏值时，在RRU19的覆盖范围21内，终端进入RRU19的覆盖范围21的位置26到基站9与预设线路5投影位置10的距离为li，终端离开RRU19的覆盖范围121位置27到基站9与预设线路5投影位置10的距离为lo，第一方向7与RRU19发射信号传播方向的夹角小于π/2，利用公式
Figure BDA0001206676070000141
确定RRU19的覆盖范围21内与第一方向7对应的RRU19的发射信号的平均频偏值。
较佳地，在如图3、4、6、7所示的任一RRU的覆盖范围内，不存在移动方向相反的终端时，利用预设的与移动方向对应的频偏值，对该RRU的发射信号进行补偿。
需要说明的是，由于移动方向不同，同一RRU覆盖范围对应的频偏值不同，因此，当在同一RRU覆盖范围内，存在移动方向相反的终端时，对其中一个方向进行补偿，会造成另一个方向的终端接收信号的频偏被放大，在此种情况下需停止对RRU的发射信号进行补偿。
例如，当所述预设线路为铁路时，在任一RRU覆盖范围内，当存在行驶方向不同的列车时，需停止对该RRU进行频偏补偿。检测在任一RRU覆盖范围内是否存在行驶方向相反的列车，例如可以通过确定终端的切换方向或者检测终端的上行频偏等方式。
与上述频偏补偿方法相对应，本申请实施例提供了一种频偏补偿装置，如图8所示，所述装置包括：
确定单元801，用于确定终端沿预设线路在RRU覆盖范围内的移动方向；
所述预设线路例如可以是铁路，所述终端例如可以是在铁路上行驶的列车中的终端，所述移动方向例如可以是列车在铁路的移动方向。
补偿单元802，用于利用预设的与所述移动方向对应的频偏值，对所述RRU的发射信号进行补偿；
所述确定单元还用于，预先根据该RRU在所述预设线路上的覆盖范围以及所述移动方向确定与所述移动方向对应的频偏值，所述移动方向为第一方向或第二方向，所述第一方向和第二方向相反。
本申请实施例提供的频偏补偿装置，可以预先根据RRU在所述预设线路上的覆盖范围以及所述移动方向确定频偏值，终端在预设线路移动时，可以根据预设的与所述移动方向对应的频偏值对RRU的发射信号进行补偿，从而不需要动态测量终端的频偏，在降低了对频偏值获取的复杂度的同时，减少了信号处理量、降低了测量误差，进而可以提高对RRU发射信号的频偏补偿精度。较佳地，所述确定单元确定与所述移动方向对应的频偏值具体包括：
在所述移动方向，确定终端在预设线路上进入该RRU的覆盖范围的位置与该RRU所在的基站到所述预设线路的投影位置之间的距离li，以及离开该RRU覆盖范围的位置与所述基站到所述预设线路的投影位置之间的距离lo；
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值。
较佳地，所述确定单元确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值具体包括：
在该RRU的覆盖范围，当所述移动方向为所述第一方向时，根据公式
Figure BDA0001206676070000151
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值；所述第一方向与所述RRU的发射信号传播方向的夹角小于等于π/2；
在该RRU的覆盖范围，当所述移动方向为所述第二方向时，根据公式
Figure BDA0001206676070000152
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值；所述第二方向与所述RRU的发射信号传播方向的夹角大于π/2；
其中，v为所述终端的移动速度，fc为所述RRU发射的载波频率，c为光速，r为所述基站到所述预设线路的距离，h为所述基站的高度，l为在所述预设线路上所述RRU覆盖范围内的任一位置与所述基站到所述预设线路投影位置之间的距离，
Figure BDA0001206676070000153
为所述RRU的发射信号的平均频偏值。v的单位为m/s，fc和
Figure BDA0001206676070000161
的单位为Hz，r、h、l、li以及lo的单位为m。
较佳地，所述确定单元确定li具体包括：确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置，其中，所述另一RRU为在所述移动方向上位于所述RRU之前的RRU；
所述确定单元确定lo具体包括：确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置，其中，所述另一RRU为在所述移动方向上位于所述RRU之后的RRU。
较佳地，所述确定单元根据如下公式，确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置：
PTX,n+Gn(l)-PLn(l)＝PTX,n+1+Gn+1(l)-PLn+1(l)；
其中，PTX,n为所述RRU的发射功率，Gn(l)为所述RRU对应的天线的天线增益，PLn(l)为在所述预设线路上所述RRU覆盖范围内的位置到所述RRU的路径损耗，PTX,n+Gn(l)-PLn(l)为所述RRU的信号强度；PTX,n+1为所述另一RRU的发射功率，Gn+1(l)为所述另一RRU的天线增益，PLn+1(l)为在所述预设线路上所述另一RRU覆盖范围内的位置到所述另一RRU的路径损耗，PTX,n+1+Gn+1(l)-PLn+1(l)为所述另一RRU的信号强度。其中，RRU的发射功率、天线增益以及路径损耗的单位均为dB。
较佳地，所述确定单元采用如下确定所述PLn(l)：
PLn(l)＝20logf+20logl+92.4；
其中，f为第n个RRU的发射信号频率。
假设第k个子载波的原始频域数据为αk，所述补偿单元02利用预设的与所述移动方向对应的频偏值
Figure BDA0001206676070000162
对ak进行补偿，补偿后的第k个子载波的频域数据
Figure BDA0001206676070000163
其中，j为虚数单位，N为快速傅里叶变化的点数，e为自然对数。
较佳地，所述确定单元在如下情况，预先确定所述第一方向对应的该RRU覆盖范围内该RRU的发射信号的平均频偏值：预先在每一个基站的每一信号发射方向上预先设置至少两个RRU，不同RRU在所述预设线路上的覆盖范围不完全相同。
较佳地，所述确定单元还用于检测沿所述预设线路在所述RRU覆盖范围内，是否存在与所述移动方向相反的终端；
当在所述RRU覆盖范围内，不存在与所述移动方向相反的终端时，所述补偿单元利用预设的与所述移动方向对应的频偏值，对RRU的发射信号进行补偿。
综上所述，本申请实施例提供的频偏补偿方法以及装置，通过预先根据该RRU在所述预设线路上的覆盖范围以及所述移动方向确定RRU发射信号的频偏值，终端在预设线路移动时，可以根据预设的与所述移动方向对应的RRU发射信号的频偏值对RRU的发射信号进行补偿，从而不需要动态测量终端的频偏，在降低了对频偏值获取的复杂度的同时，减少了信号处理量，降低了测量误差，进而可以提高对RRU发射信号的频偏补偿精度。此外，通过本申请实施例提供的RRU设置方式，不同的RRU对应的天线的下倾角不同，从而不同的RRU覆盖范围不完全相同，可以缩短每个RRU在所述预设线路上的覆盖范围，在任一RRU覆盖范围内，该RRU发射信号的频偏更加接近，这样，利用预设的与移动方向对应的频偏值分别对不同的RRU的发射信号进行补偿，从而可以进一步提高频偏补偿精度，并且，该RRU设置方式不需要增加额外的基站，在现有的基站设置的基础上新增RRU即可实现，对设置成本要求较低。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (14)

1.一种频偏补偿方法，其特征在于，该方法包括：
确定终端沿预设线路在RRU的覆盖范围内的移动方向；
利用预设的与所述移动方向对应的频偏值，对RRU的发射信号进行补偿；
其中，与所述移动方向对应的频偏值，是预先根据该RRU在所述预设线路上的覆盖范围以及所述移动方向确定的，所述移动方向为第一方向或第二方向，所述第一方向和第二方向相反；
其中，预先根据该RRU在所述预设线路上的覆盖范围以及所述移动方向确定所述移动方向对应的频偏值具体包括：
在所述移动方向，确定终端在预设线路上进入该RRU的覆盖范围的位置与该RRU所在的基站到所述预设线路的投影位置之间的距离li，以及离开该RRU覆盖范围的位置与所述基站到所述预设线路的投影位置之间的距离lo；
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值；其中，所述平均频偏值是根据所述移动方向与该RRU的发射信号的传播方向的夹角、所述li和所述lo确定的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值具体包括：
在该RRU的覆盖范围，当所述移动方向为所述第一方向时，根据公式
Figure FDA0002364014610000011
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值；所述第一方向与所述RRU的发射信号传播方向的夹角小于等于π/2；
在该RRU的覆盖范围，当所述移动方向为所述第二方向时，根据公式
Figure FDA0002364014610000012
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值；所述第二方向与所述RRU的发射信号传播方向的夹角大于π/2；
其中，v为所述终端的移动速度，fc为所述RRU发射的载波频率，c为光速，r为所述基站到所述预设线路的距离，h为所述基站的高度，l为在所述预设线路上所述RRU覆盖范围内的任一位置与所述基站到所述预设线路投影位置之间的距离，
Figure FDA0002364014610000021
为所述RRU的发射信号的平均频偏值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定li具体包括：确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置，其中，所述另一RRU为在所述移动方向上位于所述RRU之前的RRU；
确定lo具体包括：确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置，其中，所述另一RRU为在所述移动方向上位于所述RRU之后的RRU。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据如下公式，确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置：
PTX,n+Gn(l)-PLn(l)＝PTX,n+1+Gn+1(l)-PLn+1(l)；
其中，PTX,n为所述RRU的发射功率，Gn(l)为所述RRU的天线增益，PLn(l)为在所述预设线路上所述RRU覆盖范围内的位置到所述RRU的路径损耗；PTX,n+1表示所述另一RRU的发射功率，Gn+1(l)为所述另一RRU的天线增益，PLn+1(l)为在所述预设线路上所述另一RRU覆盖范围内的位置到所述另一RRU的路径损耗。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，采用如下公式确定所述PLn(l)：
PLn(l)＝20logf+20logl+92.4；
其中，f为第n个RRU的发射信号频率。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还包括：预先在每一个基站的每一信号发射方向上预先设置至少两个RRU，不同RRU在所述预设线路上的覆盖范围不完全相同。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当在所述RRU覆盖范围内，不存在与所述移动方向相反的终端时，利用预设的与所述移动方向对应的频偏值，对RRU的发射信号进行补偿。
8.一种频偏补偿装置，其特征在于，所述装置包括：
确定单元，用于确定终端沿预设线路在RRU覆盖范围内的移动方向；
补偿单元，用于利用预设的与所述移动方向对应的频偏值，对所述RRU的发射信号进行补偿；
所述确定单元还用于，预先根据该RRU在所述预设线路上的覆盖范围以及所述移动方向确定与所述移动方向对应的频偏值，所述移动方向为第一方向或第二方向，所述第一方向和第二方向相反；
其中，所述确定单元确定与所述移动方向对应的频偏值具体包括：
在所述移动方向，确定终端在预设线路上进入该RRU的覆盖范围的位置与该RRU所在的基站到所述预设线路的投影位置之间的距离li，以及离开该RRU覆盖范围的位置与所述基站到所述预设线路的投影位置之间的距离lo；
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值；其中，所述平均频偏值是根据所述移动方向与该RRU的发射信号的传播方向的夹角、所述li和所述lo确定的。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定单元确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值具体包括：
在该RRU的覆盖范围，当所述移动方向为所述第一方向时，根据公式
Figure FDA0002364014610000031
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值；所述第一方向与所述RRU的发射信号传播方向的夹角小于等于π/2；
在该RRU的覆盖范围，当所述移动方向为所述第二方向时，根据公式
Figure FDA0002364014610000041
确定该RRU的覆盖范围内所述RRU的发射信号的平均频偏值；所述第二方向与所述RRU的发射信号传播方向的夹角大于π/2；
其中，v为所述终端的移动速度，fc为所述RRU发射的载波频率，c为光速，r为所述基站到所述预设线路的距离，h为所述基站的高度，l为在所述预设线路上所述RRU覆盖范围内的任一位置与所述基站到所述预设线路投影位置之间的距离，
Figure FDA0002364014610000042
为所述RRU的发射信号的平均频偏值。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述确定单元确定li具体包括：确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置，其中，所述另一RRU为在所述移动方向上位于所述RRU之前的RRU；
所述确定单元确定lo具体包括：确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置，其中，所述另一RRU为在所述移动方向上位于所述RRU之后的RRU。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定单元根据如下公式，确定终端接收到的所述RRU的信号强度等于接收到的覆盖范围相邻的另一RRU的信号强度的位置：
PTX,n+Gn(l)-PLn(l)＝PTX,n+1+Gn+1(l)-PLn+1(l)；
其中，PTX,n为所述RRU的发射功率，Gn(l)为所述RRU的天线增益，PLn(l)为在所述预设线路上所述RRU覆盖范围内的位置到所述RRU的路径损耗；PTX,n+1为所述另一RRU的发射功率，Gn+1(l)为所述另一RRU的天线增益，PLn+1(l)为在所述预设线路上所述另一RRU覆盖范围内的位置到所述另一RRU的路径损耗。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述确定单元采用如下公式确定所述PLn(l)：
PLn(l)＝20logf+20logl+92.4；
其中，f为第n个RRU的发射信号频率。
13.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定单元在如下情况，预先确定所述第一方向对应的该RRU覆盖范围内该RRU的发射信号的平均频偏值：预先在每一个基站的每一信号发射方向上预先设置至少两个RRU，不同RRU在所述预设线路上的覆盖范围不完全相同。
14.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述确定单元还用于检测沿所述预设线路在所述RRU覆盖范围内，是否存在与所述移动方向相反的终端；
当在所述RRU覆盖范围内，不存在与所述移动方向相反的终端时，所述补偿单元利用预设的与所述移动方向对应的频偏值，对RRU的发射信号进行补偿。
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