[發明專利]射頻拉遠單元及其自動頻率預控方法及裝置

有效

• 申請號: 201210198165.5
• 申請日: 2012-06-15
• 公開（公告）號: CN102710270A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 張明珠;覃喜傳
• 申請（專利權）人: 深圳國人通信有限公司
• 主分類號: H04B1/12
• 分類號: H04B1/12;H04W88/08
• 代理公司: 深圳市匯力通專利商標代理有限公司 44257
• 代理人: 李保明

技術領域

本發明涉及移動通信覆蓋系統中的頻率偏移方法及裝置，特別是一種自動頻率預控方法和裝置，還涉及采用該裝置的射頻拉遠單元（Radio?Remote?Unit，即RRU），它們能夠用于高鐵、地鐵、高速公路等高速交通軌道的沿線覆蓋系統。

背景技術

終端在運動中會產生多普勒頻移，會影響終端的數據傳輸和語音質量。而且速度越快多普勒頻移越大，例如當終端在高速火車上隨火車一起運動時，除了產生信號快衰落之外，頻偏偏移尤為嚴重。為提高終端在高速運動環境下（如在高鐵車廂中）的通信質量，人們設計了車載糾偏直放站，對接收到的下行信號進行糾偏然后再通過重發天線發射到車廂內，供終端接收。車載糾偏直放站能夠有效改善高速移動環境下終端的通信質量，但其存在以下缺陷：1、其需要在車廂上安裝天線，需要考慮天線的方向角、形狀和受風面的大小，還需要考慮火車運行時產生的風速，安裝的力度，防水設計等；2、由于車廂是需要高速運動的公共場所，在其上安裝糾偏直放站設備需要考慮防震、防跌落、防霉菌、可靠供電等因素；3、其實施同時牽涉到鐵道部、工信部、三大運營商之間的協調，且車載系統需要進行車廂改造，實施難度較大。

發明內容

鑒于高速運動環境對移動通信網絡會產生嚴重影響，本發明提供一種易于實施的自動頻率預控方法和裝置，進而提供一種采用這種裝置的射頻拉遠單元，以改善高速運動環境下終端的通信質量。

以火車為代表進行了預控模型研究，當火車垂直于自動頻率預控系統（Automatic?Frequency?Beforehand?Control?System，簡稱AFBCS）以速度v行駛，經過時間t后，車內的終端開始發射上行信號，經過時間t′后上傳到AFBCS，假設AFBCS立即轉發信號返回終端（理想狀態下時延為0s），經過時間△t后，終端接收到轉發的下行信號。圖1-3分別示出了終端開始發射上行信號時、上行信號到達AFBCS時、以及終端接收到轉發的下行信號時的狀態。用c表示信號傳輸速度，d表示AFBCS到火車軌道的垂直距離，c和d為常量，并假設速度v也為常量，根據勾股定理有

（v（t+△t））2?+d2?=（c×（△t-?t′））2……①

(vt)2?+?d2=（c×t′）2……②

由式②可以得出

t′=(（v2t2?+d2）^?）/?c……③

將式③帶入式①得

△t?=（2c（（v2t2?+d2）^?）+2v2t）/（c2-v2）......④

式④中c為常量，v為常量，d為常量，t為變量，由式④可知，假設在t時間點，某終端發射上行信號，上傳到AFBCS，AFBCS再轉發回到該終端（理想狀態轉發時延為0），當終端接收到AFBCS轉發的信號時，所需的時間△t僅和t有關。

假設車載系統在t時向AFBCS發射信號，經過t′后AFBCS接收到上行信號，立即以接收到頻率轉發（時延為0），經過△t時間后，車載系統接收到AFBCS轉發的信號，通過FPGA（Field－Programmable?Gate?Array）可以算出頻偏值。而根據式④△t是由t決定的，所以結合車載系統研究模型可以得出，當初始頻率f、速度v、垂直距離d為常量時，頻偏值也由t決定的。

故假設用AFBCS替換原車載系統及沿線覆蓋的RRU，算法由以前直接根據偏移值進行頻率補充方式轉換為預先進行頻率偏移。這樣，當下行信號發射到高速移動的終端時，此時終端接收到頻率為原來基站的載波頻率（理想狀態），這個方法是完全可以保證終端的語音和數據正常接收。

本發明具體技術方案如下：

一種自動頻率預控方法，包括：測算來自高速移動體的上行信號或點頻信號的頻偏值；至少部分地根據測算的頻偏值預算頻率補償值；以及用所述頻率補償值對下一時間段要轉發給所述高速移動體的下行信號的頻率進行補償。

優選地，預算頻率補償值還根據本次和上一次測算的兩個頻偏值相減所得的第一差值。

優選地，預算頻率補償值還根據本次測算的頻偏值和上一次預算的頻率補償值相減所得的第二差值。

優選地，每個時間段≤10ms。

一種自動頻率預控裝置，包括：頻偏測算模塊，用于測算來自高速移動體的上行信號或點頻信號的頻偏值；補償值預算模塊，用于至少部分地根據測算的頻偏值預算頻率補償值；以及補償模塊，用于用所述頻率補償值對下一時間段要轉發給所述高速移動體的下行信號的頻率進行補償。