本技術(shù)涉及通信，尤其涉及一種頻偏補償方法及其裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著高速鐵路的發(fā)展，鐵路數(shù)字移動通信系統(tǒng)（gsm-r）已不適應(yīng)需求，正向鐵路5g專用移動通信系統(tǒng)（5g-r）演進。5g-r采用同頻組網(wǎng)，面臨同頻干擾和高鐵環(huán)境下頻繁小區(qū)切換的挑戰(zhàn)。4g時代的小區(qū)合并技術(shù)雖減少切換，但犧牲了吞吐量。5g的超級小區(qū)技術(shù)通過共用廣播信道減少切換，同時保持業(yè)務(wù)信道獨立調(diào)度以提升容量。然而，高鐵移動引發(fā)的多普勒頻移破壞了子載波正交性，影響系統(tǒng)性能，因此準(zhǔn)確估計和補償多普勒頻移是5g-r超級小區(qū)中確保通信質(zhì)量的關(guān)鍵。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種頻偏補償方法及其裝置，旨在解決高速移動通信中，頻偏估計不準(zhǔn)確的問題。

2、第一方面，本技術(shù)實施例提供一種頻偏補償方法，所述頻偏補償方法包括：

3、第一基站接收上行信道數(shù)據(jù)并對其進行頻偏估計，得到移動終端在當(dāng)前小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的第一頻偏估計值；

4、所述第一基站將所述第一頻偏估計值與預(yù)設(shè)的小區(qū)切換點理論頻偏值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果判斷是否需要啟動小區(qū)切換操作；

5、如果判斷出需要啟動小區(qū)切換操作，所述第一基站將所述第一頻偏估計值和當(dāng)前的信噪比傳輸至第二基站；

6、所述第二基站結(jié)合所述第一頻偏估計值和所述信噪比，對所述第二基站當(dāng)前估計出的第二頻偏估計值進行校正，得到目標(biāo)頻偏估計值；

7、所述第二基站依據(jù)所述目標(biāo)頻偏估計值，對即將傳輸至所述移動終端的下行信道數(shù)據(jù)實施頻偏補償；

8、其中，所述第一基站和所述第二基站為相鄰基站。

9、在本技術(shù)一實施例中，所述第一基站將所述第一頻偏估計值與預(yù)設(shè)的小區(qū)切換點理論頻偏值進行比較，并根據(jù)比較結(jié)果判斷是否需要啟動小區(qū)切換操作的步驟包括：

10、所述第一基站根據(jù)所述當(dāng)前小區(qū)的覆蓋范圍、所述移動終端的運行速度以及所述第一基站的高度，計算出小區(qū)切換點的理論最大頻偏值，并將此值設(shè)定為所述理論頻偏值；

11、如果所述第一頻偏估計值小于所述理論頻偏值，則所述第一基站判斷所述移動終端位于所述當(dāng)前小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)，無需啟動小區(qū)切換操作；

12、如果所述第一頻偏估計值大于或等于所述理論頻偏值，則所述第一基站判斷移動終端正處于小區(qū)切換點，需要啟動小區(qū)切換操作。

13、在本技術(shù)一實施例中，所述頻偏補償方法還包括：

14、當(dāng)判斷所述移動終端位于所述當(dāng)前小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)時，所述第一基站采用所述第一頻偏估計值，對即將傳輸至所述移動終端的下行信道數(shù)據(jù)實施頻偏補償。

15、在本技術(shù)一實施例中，所述如果判斷出需要啟動小區(qū)切換操作，所述第一基站將所述第一頻偏估計值和當(dāng)前的信噪比傳輸至第二基站的步驟包括：

16、所述第一基站的控制層從其物理層獲取所述第一頻偏估計值，并將所述第一頻偏估計值和所述信噪比發(fā)送給所述第二基站的控制層；

17、所述第二基站的控制層將接收到的所述第一頻偏估計值和所述信噪比下發(fā)至其物理層，并由該物理層對所述第一頻偏估計值取反操作，以將取反操作后的第一頻偏估計值作為歷史頻偏參考值。

18、在本技術(shù)一實施例中，所述第二基站結(jié)合所述第一頻偏估計值和所述信噪比，對所述第二基站當(dāng)前估計出的第二頻偏估計值進行校正，得到目標(biāo)頻偏估計值的步驟包括：

19、所述第二基站利用所述歷史頻偏參考值和所述信噪比，對所述第二頻偏估計值進行時間上的平滑濾波處理，得到所述目標(biāo)頻偏估計值；

20、其中，所述目標(biāo)頻偏估計值是通過對所述歷史頻偏參考值和所述第二頻偏估計值進行加權(quán)平均得到的，其權(quán)重系數(shù)與信噪比成正相關(guān)。

21、在本技術(shù)一實施例中，對即將傳輸至所述移動終端的下行信道數(shù)據(jù)實施頻偏補償?shù)牟襟E包括：

22、對傳輸至移動終端的比特流執(zhí)行數(shù)字調(diào)制及層映射操作，以生成包含多層的頻域數(shù)據(jù)塊，每一層包括多個符號，每個符號包括多個表示不同子載波的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)；

23、對各層數(shù)據(jù)塊進行串行至并行的轉(zhuǎn)換，將串行數(shù)據(jù)流重組為并行數(shù)據(jù)矩陣，其中每一行對應(yīng)一個子載波在多個符號上的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)序列；

24、基于目標(biāo)頻偏估計值或第一頻偏估計值，計算相鄰符號之間的相位移差異，并據(jù)此構(gòu)建一個頻偏補償向量系數(shù)，該系數(shù)用于校正因頻偏引起的相位變化；

25、應(yīng)用所述頻偏補償向量系數(shù)，對每一層中每個子載波的頻域數(shù)據(jù)執(zhí)行頻偏補償。

26、在本技術(shù)一實施例中，對即將傳輸至所述移動終端的下行信道數(shù)據(jù)實施頻偏補償?shù)牟襟E還包括：

27、對每個層完成頻偏補償后的頻域數(shù)據(jù)實施并行至串行的轉(zhuǎn)換，以及進行預(yù)編碼操作。

28、在本技術(shù)一實施例中，對即將傳輸至所述移動終端的下行信道數(shù)據(jù)實施頻偏補償?shù)牟襟E還包括：

29、對傳輸至移動終端的比特流執(zhí)行數(shù)字調(diào)制及層映射操作，以生成包含多層的頻域數(shù)據(jù)塊，每一層包括多個符號，每個符號包括多個表示不同子載波的復(fù)數(shù)數(shù)據(jù)；

30、對各層數(shù)據(jù)塊進行串行至并行的轉(zhuǎn)換，并應(yīng)用快速傅里葉變換，以將頻域數(shù)據(jù)映射至?xí)r域，形成時域離散信號表示；

31、基于目標(biāo)頻偏估計值或第一頻偏估計值，計算每個層內(nèi)每個符號在各個時間點上的相位偏移量，并對所述時域離散信號實施頻偏補償。

32、在本技術(shù)一實施例中，對即將傳輸至所述移動終端的下行信道數(shù)據(jù)實施頻偏補償?shù)牟襟E還包括：

33、對經(jīng)過頻偏補償?shù)臅r域數(shù)據(jù)進行快速傅里葉變換，以將其重新映射至頻域；以及對快速傅里葉變換后的頻域數(shù)據(jù)實施并行至串行的轉(zhuǎn)換，并進行預(yù)編碼操作。

34、第二方面，本技術(shù)還提供一種頻偏補償裝置，所述頻偏補償裝置包括：

35、頻偏估計模塊，用于通過第一基站接收上行信道數(shù)據(jù)并由所述頻偏估計模塊對其進行頻偏估計，得到移動終端在當(dāng)前小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的第一頻偏估計值；

36、小區(qū)切換決策模塊，用于將所述第一頻偏估計值與預(yù)設(shè)的小區(qū)切換點理論頻偏值進行比較，根據(jù)比較結(jié)果判斷是否需要啟動小區(qū)切換操作；

37、信息傳輸模塊，用于在所述小區(qū)切換決策模塊判斷出需要啟動小區(qū)切換操作，將所述第一頻偏估計值和信噪比傳輸至第二基站；

38、頻偏校正模塊，用于在所述第二基站接收到所述信噪比和所述第一頻偏估計值后，由所述頻偏校正模塊結(jié)合所述第一頻偏估計值和所述信噪比，對所述第二基站當(dāng)前估計出的第二頻偏估計值進行校正，得到目標(biāo)頻偏估計值；

39、頻偏補償模塊，用于依據(jù)所述目標(biāo)頻偏估計值，對即將傳輸至所述移動終端的下行信道數(shù)據(jù)實施頻偏補償；

40、其中，所述第一基站和所述第二基站為相鄰基站。

41、本技術(shù)提供的頻偏補償方法及其裝置，旨在解決移動終端的快速移動，頻偏估計會受到多普勒頻移的影響，導(dǎo)致估計的頻偏值不準(zhǔn)確的問題，首先通過第一基站對接收到的上行信道數(shù)據(jù)進行頻偏估計，得到移動終端在當(dāng)前小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)的第一頻偏估計值。然后將第一頻偏估計值與預(yù)設(shè)的小區(qū)切換點理論頻偏值進行比較，以判斷是否需要啟動小區(qū)切換操作。如果判斷需要進行小區(qū)切換，第一基站將第一頻偏估計值和當(dāng)前的信噪比傳輸至第二基站。第二基站結(jié)合這些信息，對自身估計出的第二頻偏估計值進行校正，得到更為準(zhǔn)確的目標(biāo)頻偏估計值，以通過基站間的信息共享和校正，提高了頻偏估計的準(zhǔn)確性。第二基站依據(jù)目標(biāo)頻偏估計值，對即將傳輸至移動終端的下行信道數(shù)據(jù)實施頻偏補償，以使得即使在高速移動環(huán)境下，下行信道數(shù)據(jù)的頻偏也能得到有效補償，從而保證了通信的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

42、因此，本技術(shù)通過這種多基站協(xié)作的頻偏估計與補償方法，可以有效解決高速移動通信中頻偏估計不準(zhǔn)確的問題，提高了通信系統(tǒng)的魯棒性和性能。