[发明专利]一种频偏预校准的方法、系统及设备

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体而言，本发明涉及一种频偏预校准的方法、系统及设备。

背景技术

在移动通信蜂窝网络中，终端设备在高速移动状态下也会发起业务接入请求，业务接入请求通过发起随机接入过程来完成。高速移动状态下，终端用户发起随机接入，在随机接入过程中可能会跨越小区，从一个蜂窝小区移动到另一个蜂窝小区。根据无线通信基本原理，移动状态下的终端的接收信号和基站发送的信号之间会有一个多普勒频率偏差，普勒频偏的计算公式为：其中，θ为终端移动方向和信号传播方向的夹角；v是相对运动速度，由于基站位置固定，此处可等效为终端运动速度；C为电磁波在自由空间的传播速度3×10⁸米/秒；f为载波频率。

系统最大多普勒频偏为：当终端移动方向和信号传播方向的夹角小于90度时，多普勒频偏为正值，夹角大于90度时，多普勒频偏为负值。

因此，当终端跨越小区时，必然存在接收信号多普勒频偏跳变现象：在原小区的接收信号频率为f+fd1，其中f为基站发送信号频率，fd1为多普勒频偏，终端远离基站，为负值，由于终端的自动频偏控制功能(AFC)，终端本振频率接近f+fd1；在目标小区的接收信号频率为f+fd2，fd2则为正值；即，在跨越小区的过程中，终端接收信号会出现多普勒频偏跳变现象。

当业务接入过程跨越小区时，终端可能会处于CELL-FACH状态。也可能出于CELL-DCH状态下，终端使用DPCH(Dedicated Physical Channel，专用物理信道)进行数据收发。在CELL-FACH状态下跨越小区，需要进行小区重选操作，从原小区重选到目标小区；在CELL-DCH状态下跨越小区，需要进行小区切换操作，从原小区切换到目标小区。

以小区重选为例：从原小区重选到目标小区之后，需要接收目标小区的广播信息并进行译码。如果出现频偏跳变现象，即多普勒频偏由负到正发生跳变，终端接收信号频率和本振频率的差值接近两倍的最大多普勒频偏，当终端移动速度达到400km/h时，多普勒频偏为740Hz，两倍的多普勒频偏为1480Hz，终端本振很难在短时间内跟踪上频偏的变化，导致一段时间内下行接收信号质量下降，广播接收时间延长。会影响到CELL-FACH状态下的业务接入过程，业务接入时延增大，甚至导致业务接入失败。

以小区切换为例，同样存在上述频偏跳变现象，会导致切换之后下行接收质量严重下降，并且短时间内难以恢复，最终导致下行链路失步而掉话。

对于CELL-DCH状态下，现有技术中提出了基站使用频偏预校准的方法，根据确定用户专用上行DPCH信号的多普勒频偏估计，对该用户下行DPCH信号或其它信道信号进行频偏预校准，使终端本振频率稳定在和基站本振频率接近的水平上。这样，终端跨越小区时，本振频率和接收信号频率之间的差值是单向多普勒频偏，而不会出现两倍的单向多普勒频偏，明显改善下行接收信号质量。

对于终端而言，跨小区时，可能正处于CELL-FACH状态下，使用小区的公共信道进行数据收发，如UpPCH(Uplink Pilot Channel，上行导频信道)、FPACH(Fast Physical Access Channel，快速物理接入信道)、PRACH(Physical Random Access Channel，物理随机接入信道)、S-CCPCH(Secondary Common Control Physical Channel，辅助公共控制物理信道)。因此，对于CELL-FACH状态下，由于基站无法区分小区公共信道上承载的数据对应哪个用户，因此无法对下行公共信道的信号进行频偏预校准。例如，基站收到PRACH之后，不会对其中数据进行解析，无法确定该PRACH上承载的是哪个用户的信息。之后，下行发送对应用户的S-CCPCH，S-CCPCH上面承载FACH数据，基站也无法解析确定对应的用户，基站仅仅对这些数据进行透明的传输，因此基于目前的标准框架，无法对这些公共信道的信号进行频偏预校准。

因此有必要提出一种技术方案，解决公共信道的信号的频偏预校准问题，从而使得终端能有效降低多普勒频偏对跨越小区时下行数据接收的影响，提升终端的接收性能。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决公共信道的信号的频偏预校准问题，从而使得终端能有效降低多普勒频偏对跨越小区时下行数据接收的影响，提升终端的接收性能。

为了达到上述目的，本发明一方面提出了一种频偏预校准的方法，包括以下步骤：