專利名稱：一種無線通信系統(tǒng)收發(fā)通道的校正裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)收發(fā)通道的校正技術(shù)，特別涉及一種無線通信系統(tǒng)收發(fā)通道的校正裝置及方法。
背景技術(shù)：
無線通信系統(tǒng)通常采用天線收發(fā)用戶信號，特別是采用智能天線收發(fā)用戶信號。智能天線通過改變陣列天線的權(quán)值實(shí)時調(diào)整天線方向圖，增強(qiáng)用戶所在位置方向上的信號增益，從而有效地提高無線通信系統(tǒng)中用戶信號的強(qiáng)度，降低用戶信號之間相互的干擾，在覆蓋范圍、頻譜利用率及容量等方面改善無線通信系統(tǒng)的性能。
通常無線通信系統(tǒng)中的智能天線是安裝在基站上的，智能天線的定向波束可以在射頻形成，也可以在基帶形成。對于在基帶形成的波束無論是上行還是下行，都是通過調(diào)整各個收發(fā)通道基帶信號的復(fù)數(shù)加權(quán)實(shí)現(xiàn)該基帶波束方向的控制?；鶐Рㄊ鵁o論是接收還是發(fā)射，為了使智能天線口的波束方向能夠真正對應(yīng)基帶的復(fù)數(shù)加權(quán)，要求各個收發(fā)通道從基帶到天線口的通道響應(yīng)一致，即各個通道響應(yīng)的幅度函數(shù)和相位函數(shù)相互一致。但是在實(shí)際系統(tǒng)中，基帶波束無論是接收還是發(fā)射，各個收發(fā)通道從基帶到天線口的通道響應(yīng)是不一致的，這將嚴(yán)重降低形成基帶波束的質(zhì)量，使智能天線技術(shù)無法應(yīng)用到無線通信系統(tǒng)中。因此，基帶波束無論是接收還是發(fā)射，都必須對各個收發(fā)通道從基帶到天線口的通道響應(yīng)不一致性進(jìn)行校正，簡稱通道校正。
現(xiàn)有的通道校正可以分為自校正、切換開關(guān)式校正和注入式校正三種方法，其中自校正方法本質(zhì)上是一種優(yōu)化方法，由于其算法復(fù)雜，穩(wěn)健性難以保證，在智能天線系統(tǒng)中難以實(shí)現(xiàn)；切換開關(guān)式校正方法主要用于發(fā)射通道的校正，該方法將各個發(fā)射通道靠近智能天線處的射頻信號通過射頻切換開關(guān)依次選通到同一路校正接收機(jī)中，由于各個發(fā)射通道的信號是已知的，可以從校正接收機(jī)輸出的基帶信號中提取各個發(fā)射通道的響應(yīng)，然后計(jì)算收發(fā)校正系數(shù)并實(shí)施校正；注入式校正方法，通過注入測試信號到收發(fā)通道，然后利用經(jīng)過各個收發(fā)通道后的測試信號提取各個收發(fā)通道的響應(yīng)，再計(jì)算收發(fā)校正并實(shí)施校正。
注入式校正方法分為耦合器注入式校正方法和空饋?zhàn)⑷胧叫Ｕ椒??？震佔(zhàn)⑷胧叫Ｕ椒ǚ譃榻鼒鲎⑷胧叫Ｕ椒ê瓦h(yuǎn)場注入式校正方法。近場注入式校正方法由于會對天線產(chǎn)生遮擋效應(yīng)，使用較少。遠(yuǎn)場注入式校正方法需要外置一個收發(fā)天線，增加了對設(shè)備和基站安裝環(huán)境的要求，在無線通信系統(tǒng)中難以應(yīng)用，所以注入式校正方法大都采用耦合器注入式校正方法。
現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)的智能天線基站中校正系統(tǒng)方案一的框圖如圖1所示，這是一種接收校正使用耦合器注入式校正方法、發(fā)射校正使用切換開關(guān)式校正方法的校正系統(tǒng)，其具體描述為接收校正環(huán)路校正同步模塊112產(chǎn)生同步控制信號，接收通道測試信號產(chǎn)生器113在同步控制信號的控制下產(chǎn)生基帶形式的測試信號，該測試信號經(jīng)校正發(fā)射機(jī)111變換為射頻信號并且輸出，經(jīng)過功分器109分路后，再通過耦合器107-1～107-N分別注入到各個接收通道中形成各個接收通道信號，各個接收通道信號分別通過相對應(yīng)各個接收通道的雙工器105-1～105-N和接收機(jī)103-1～103-N發(fā)送到校正系數(shù)提取模塊114。校正系數(shù)提取模塊114從各個接收通道信號中提取各個接收通道的響應(yīng)，再根據(jù)各個接收通道的響應(yīng)計(jì)算出各個接收通道所需的校正系數(shù)，在校正同步模塊112的同步控制信號控制下將該校正系數(shù)送到校正模塊102中對各個接收通道接收來的上行信號進(jìn)行校正，將校正后的上行信號發(fā)送到基帶處理模塊101。
發(fā)射校正環(huán)路發(fā)射通道信號能量的主要部分通過天線發(fā)射，少部分信號能量通過耦合器送到多路選擇開關(guān)108上，借助多路選擇開關(guān)108，校正系統(tǒng)逐一地將各個發(fā)射通道的信號切換到校正接收機(jī)110中，由校正接收機(jī)110變換為基帶信號。發(fā)射通道信號中只包含基站的原有信號，其基帶形式是已知的，這個已知的基帶信號自基帶處理模塊送到校正系數(shù)提取模塊114，同時校正接收機(jī)輸出的基帶信號也送到校正系數(shù)提取模塊114。校正系數(shù)提取模塊114對這兩種基帶信號做比較，提取出各個發(fā)射通道的響應(yīng)。再根據(jù)各個發(fā)射通道的響應(yīng)計(jì)算出各個發(fā)射通道的校正系數(shù)，在校正同步模塊112的同步控制信號控制下將該校正系數(shù)送到校正模塊102中對各個發(fā)射通道所發(fā)射的信號進(jìn)行校正，將校正后的信號通過發(fā)射機(jī)104-1～104-N、雙功器105-1～105-N、耦合器和天線發(fā)射出去。由于下行信號是先校正再送到各個發(fā)射通道的，校正模塊102在提取各個發(fā)射通道的響應(yīng)時要先扣除校正系數(shù)的影響。
在該校正系統(tǒng)中的校正模塊同時包含了接收較正功能和發(fā)射校正功能，校正是對基帶信號進(jìn)行的，包括延時校正和幅相校正。
該校正系統(tǒng)具有以下缺點(diǎn)，缺點(diǎn)一發(fā)射校正環(huán)路和接收較正環(huán)路使用了兩套耦合器，同一個智能天線具有接收和發(fā)射兩個耦合器，增加了復(fù)雜度和成本；缺點(diǎn)二發(fā)射校正環(huán)路中使用了多路切換開關(guān)，由于切換開關(guān)的控制部分需要加電，增加了校正系統(tǒng)的復(fù)雜性和潛在的不穩(wěn)定性，如果多路切換開關(guān)放在天線上，將難以承受室外的惡劣環(huán)境；如果將多路切換開關(guān)放在基站室內(nèi)單元，勢必要使用多根電纜將多路耦合信號引入室內(nèi)單元，多個電纜的不一致性將直接映射成通道的校正剩余誤差。
現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)的智能天線基站中校正系統(tǒng)方案二的框圖如圖2所示，這是一種收發(fā)校正共用耦合器和功分/合路器的注入式校正系統(tǒng)，其具體描述為接收校正環(huán)路校正同步模塊212產(chǎn)生同步控制信號，接收通道測試信號產(chǎn)生器213在同步控制信號的控制下產(chǎn)生基帶形式的測試信號，該測試信號經(jīng)校正發(fā)射機(jī)210變換為射頻信號并且輸出，經(jīng)過校正雙工器208和功分/合路器207后，再分別通過耦合器206-1～206-N注入到各個接收通道，分別通過雙工器205-1～205-N和接收機(jī)203-1～203-N，發(fā)送到校正系數(shù)提取模塊214。校正系數(shù)提取模塊214從各個接收通道的基帶信號中提取各個接收通道的響應(yīng)，再根據(jù)各個接收通道的響應(yīng)計(jì)算出各個接收通道的校正系數(shù)，在校正同步模塊212的同步控制信號控制下將該校正系數(shù)送到校正模塊202中對下個接收校正周期的各個接收通道接收的信號進(jìn)行校正，將校正后的信號發(fā)送到基帶處理模塊201。本校正周期中各個接收通道信號的校正使用的是上個接收校正周期計(jì)算得到的接收校正系數(shù)。
發(fā)射校正環(huán)路校正同步模塊212產(chǎn)生同步控制信號，發(fā)射通道測試信號產(chǎn)生器211在同步控制信號的控制下產(chǎn)生基帶形式的發(fā)射通道測試信號，通過加法器215-1～215-N和來自校正模塊202的經(jīng)過了校正的基帶發(fā)射信號相加，從而分別注入到各個發(fā)射通道中。來自基帶處理模塊201的下行基帶信號首先要經(jīng)過校正模塊202進(jìn)行校正，當(dāng)前發(fā)射校正周期總是使用上個發(fā)射校正周期中計(jì)算得到的校正系數(shù)。校正后再通過各個通道的發(fā)射機(jī)204-1～204-N變?yōu)樯漕l信號，經(jīng)雙工器205-1～205-N送到耦合器206-1～206-N，大部分的信號能量自206-1～206-N輸出到天線，由天線發(fā)射到無線空間，小部分信號能量自206-1～206-N輸出到功分/合路器207，合路后經(jīng)校正雙工器208進(jìn)入到校正接收機(jī)209中，由校正接收機(jī)209變換為基帶信號。校正系數(shù)提取模塊214根據(jù)基帶信號提取出各個發(fā)射通道的響應(yīng)，再根據(jù)各個發(fā)射通道的響應(yīng)計(jì)算出各個發(fā)射通道的校正系數(shù)，在校正同步模塊212的同步控制信號控制下將該校正系數(shù)送到校正模塊202中，對下個發(fā)射校正周期的各個發(fā)射通道來自基帶處理模塊的基帶信號進(jìn)行校正。
該校正系統(tǒng)具有以下缺點(diǎn)無論是發(fā)射通道校正還是接收通道校正，由于注入的測試信號混在了業(yè)務(wù)信號之中，對于業(yè)務(wù)信號是一種干擾，會帶來系統(tǒng)性能的下降對于發(fā)射通道校正，發(fā)射通道的測試信號和業(yè)務(wù)信道的信號一起通過天線發(fā)射到空間，對于下行業(yè)務(wù)信號是一種干擾；對于接收通道校正，接收通道的測試信號和業(yè)務(wù)信號一起被送到基帶處理部分，對于上行業(yè)務(wù)信號是一種干擾。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明一方面提供一種無線通信系統(tǒng)收發(fā)通道的校正裝置，該裝置保持了注入測試信號校正方法所具有的高精度的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明另一方面提供一種無線通信系統(tǒng)收發(fā)通道的校正方法，該方法消除了注入測試信號對收發(fā)業(yè)務(wù)信號的干擾，從而提高了系統(tǒng)的性能。
根據(jù)以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種無線通信系統(tǒng)收發(fā)通道的校正裝置，該裝置包括校正模塊、耦合器、功分/合路器、校正接收機(jī)、校正發(fā)射機(jī)、校正同步模塊和接收通道測試信號發(fā)生器，其特征在于，該裝置還包括接收通道對消信號產(chǎn)生器，復(fù)數(shù)加法器，校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊，其中，接收通道對消信號產(chǎn)生器，用于接收校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊發(fā)送的N路接收通道對消系數(shù)，在校正同步模塊產(chǎn)生的同步控制信號控制下根據(jù)N路接收通道對消系數(shù)產(chǎn)生N路對消信號對應(yīng)發(fā)送給N個復(fù)數(shù)加法器；N個復(fù)數(shù)加法器，在接收從校正模塊發(fā)送來的N路校正后的接收通道信號的同時，注入N路接收通道對消信號，發(fā)送對消后的N路校正后的接收通道信號給基帶處理模塊；校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊，用于接收校正接收機(jī)發(fā)送來的N路發(fā)射通道信號或接收N路接收通道信號，根據(jù)N路發(fā)射通道信號產(chǎn)生N路發(fā)射校正系數(shù)或根據(jù)N路接收通道信號產(chǎn)生N路接收通道對消系數(shù)和N路接收校正系數(shù)，將接收通道對消系數(shù)發(fā)送給接收通道對消信號產(chǎn)生器，將N路發(fā)射校正系數(shù)和N路接收校正系數(shù)發(fā)送給校正模塊。
所述的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊接收N路接收通道信號為接收校正模塊發(fā)送來的N路校正后的接收通道信號或接收接收機(jī)發(fā)送來的N路校正前的接收通道信號。
所述的接收通道對消信號產(chǎn)生器進(jìn)一步包括原始信號對消信號、延時調(diào)整模塊、復(fù)數(shù)乘法器、對消信號幅相調(diào)整寄存器和對消信號延時調(diào)整寄存器，其中，對消信號幅相調(diào)整寄存器，接收N路接收通道對消系數(shù)，輸出幅相調(diào)整量；對消信號延時調(diào)整寄存器，接收N路接收通道對消系數(shù)，輸出延時調(diào)整量；原始信號對消模塊，在校正同步模塊的控制下產(chǎn)生N路原始對消信號，發(fā)送給延時調(diào)整模塊；延時調(diào)整模塊，接收N路原始對消信號，在延時調(diào)整量的控制下發(fā)送N路延時調(diào)整好的對消信號給復(fù)數(shù)乘法器；復(fù)數(shù)乘法器，接收N路延時調(diào)整好的對消信號，與幅相調(diào)整量進(jìn)行乘法操作，發(fā)送幅相和延時都調(diào)整好的N路對消信號至N路接收通道。
所述的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊包括時序控制/參數(shù)寄存器、2N路通道校正參考信號產(chǎn)生模塊、2N路復(fù)數(shù)乘法器、2N路累加模塊和CPU或DSP模塊，其中，時序控制/參數(shù)寄存器，根據(jù)CPU或DSP模塊所寫的參數(shù)和校正同步模塊的同步控制信號發(fā)出時序控制信號和累加長度控制信號；2N路通道校正參考信號產(chǎn)生模塊，在時序控制信號的控制下產(chǎn)生2N路校正參考信號；2N路復(fù)數(shù)乘法器，接收N路接收通道信號和N路發(fā)射通道信號，分別與2N路校正參考信號進(jìn)行相乘，將2N路相乘的結(jié)果對應(yīng)發(fā)送到2N路累加模塊；2N路累加模塊，將2N路相乘的結(jié)果在累加長度控制信號的控制下分別進(jìn)行累加后發(fā)送到CPU或DSP模塊；CPU或DSP模塊，給時序控制/參數(shù)寄存器寫入?yún)?shù)和根據(jù)接收2N路累加結(jié)果，輸出N路接收校正系數(shù)、N路接收通道對消系數(shù)和輸出N路發(fā)射校正系數(shù)。
所述的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊包括時序控制/參數(shù)寄存器、N路通道校正參考信號產(chǎn)生模塊、N路復(fù)數(shù)乘法器、N路累加模塊、CPU或DSP模塊和多路選擇模塊，其中，時序控制/參數(shù)寄存器，根據(jù)CPU或DSP模塊所寫的參數(shù)和校正同步模塊的同步控制信號發(fā)出時序控制信號和累加長度控制信號；N路通道校正參考信號產(chǎn)生模塊，在時序控制信號的控制下產(chǎn)生N路校正參考信號；多路選擇模塊，并行接收N路接收通道信號和N路發(fā)射通道信號，在CPU或DSP模塊控制下輸出N路接收通道信號或N路發(fā)射通道信號；N路復(fù)數(shù)乘法器，串行接收N路接收通道信號和N路發(fā)射通道信號，分別與N路校正參考信號進(jìn)行相乘，將N路相乘的結(jié)果發(fā)送到N路累加模塊；N路累加模塊，將N路相乘的結(jié)果在累加長度控制信號的控制下分別進(jìn)行累加后發(fā)送到CPU或DSP模塊；CPU或DSP模塊，輸出N路發(fā)射校正系數(shù)給時序控制/參數(shù)寄存器寫入?yún)?shù)和根據(jù)接收N路累加結(jié)果，串行輸出N路接收校正系數(shù)、N路接收通道對消系數(shù)和輸出N路發(fā)射校正系數(shù)。
所述的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊包括時序控制/參數(shù)寄存器、一通道校正參考信號產(chǎn)生模塊、一復(fù)數(shù)乘法器、一累加模塊、CPU或DSP模塊和多路選擇模塊，其中，時序控制/參數(shù)寄存器，根據(jù)CPU或DSP模塊所寫的參數(shù)和校正同步模塊的同步控制信號發(fā)出時序控制信號和累加長度控制信號；一通道校正參考信號產(chǎn)生模塊，在時序控制信號的控制下產(chǎn)生校正參考信號；多路選擇模塊，并行接收N路接收通道信號和N路發(fā)射通道信號，在CPU或DSP模塊控制下串行輸出N路串行的接收通道信號或發(fā)射通道信號；
一復(fù)數(shù)乘法器，接收N路串行的接收通道信號和N路串行的發(fā)射通道信號，分別與校正參考信號進(jìn)行相乘，將相乘的結(jié)果發(fā)送到一累加模塊；一累加模塊，接收相乘的結(jié)果，將相乘的結(jié)果在累加長度控制信號的控制下進(jìn)行累加后發(fā)送到CPU或DSP模塊；CPU或DSP模塊，給時序控制/參數(shù)寄存器寫入?yún)?shù)和根據(jù)接收累加結(jié)果，輸出N路接收校正系數(shù)、N路接收通道對消系數(shù)和輸出N路發(fā)射校正系數(shù)。
所述的校正模塊還包括N路接收通道延時校正模塊、N路發(fā)射通道延時校正模塊、N個接收通道復(fù)數(shù)乘法器、N個發(fā)射通道復(fù)數(shù)乘法器、發(fā)射通道延時校正系數(shù)寄存器、發(fā)射通道幅相校正寄存器、接收通道幅相校正系數(shù)寄存器和接收通道延時校正系數(shù)寄存器，其中發(fā)射通道延時校正系數(shù)寄存器，用于接收N路發(fā)射校正系數(shù)，發(fā)送N路發(fā)射通道延時校正系數(shù)給N路發(fā)射通道延時校正模塊；發(fā)射通道幅相校正系數(shù)寄存器，用于接收N路發(fā)射校正系數(shù)，發(fā)送N路發(fā)射通道幅相校正系數(shù)給N路發(fā)射通道復(fù)數(shù)乘法器；N路發(fā)射通道延時校正模塊，用于接收N路發(fā)射通道信號，根據(jù)N路發(fā)射通道延時校正系數(shù)進(jìn)行校正并且發(fā)送N路延時校正好的發(fā)射通道信號給N路復(fù)數(shù)乘法器；N路發(fā)射通道復(fù)數(shù)乘法器，用于接收N路延時校正好的發(fā)射通道信號，根據(jù)N路發(fā)射通道幅相校正系數(shù)進(jìn)行校正并且發(fā)送N路幅相和延時都校正好的發(fā)射通道信號；接收通道延時校正系數(shù)寄存器，用于接收N路接收校正系數(shù)，發(fā)送N路接收通道延時校正系數(shù)給N路接收通道延時校正模塊；接收通道幅相校正系數(shù)寄存器，用于接收N路接收校正系數(shù)，發(fā)送N路接收通道幅相校正系數(shù)給N路接收通道復(fù)數(shù)乘法器；N路接收通道延時校正模塊，用于接收N路接收通道信號，根據(jù)N路接收通道延時校正系數(shù)進(jìn)行校正并且發(fā)送N路延時校正好的接收通道信號給N路復(fù)數(shù)乘法器；N路接收通道復(fù)數(shù)乘法器，用于接收N路延時校正好的接收通道信號，根據(jù)N路接收通道幅相校正系數(shù)進(jìn)行校正并且發(fā)送N路幅相和延時都校正好的接收通道信號。
一種無線通信系統(tǒng)收發(fā)通道的校正方法，該方法包括將測試信號注入到接收通道中與接收通道的業(yè)務(wù)信號合并為接收通道信號，通過相參積累得到接收通道的響應(yīng)，再根據(jù)接收通道的響應(yīng)計(jì)算出接收校正系數(shù)和接收通道的對消系數(shù)，用接收校正系數(shù)對接收通道的信號進(jìn)行校正，用接收通道的對消系數(shù)對接收通道的信號進(jìn)行對消，去除接收通道信號中的測試信號；用無線通信系統(tǒng)中基站所發(fā)射的下行信號作為發(fā)射通道的測試信號，通過相參積累得到發(fā)射通道的響應(yīng)，再根據(jù)發(fā)射通道的響應(yīng)計(jì)算出發(fā)射校正系數(shù)，用發(fā)射校正系數(shù)對發(fā)射通道的信號進(jìn)行校正。
所述的接收校正系數(shù)為接收延時校正系數(shù)和接收幅相校正系數(shù)；所述的接收通道對消系數(shù)為接收通道對消延時調(diào)整系數(shù)和接收通道對消幅相調(diào)整系數(shù)。
所述的輸出接收校正系數(shù)，用接收校正系數(shù)對接收通道的信號進(jìn)行校正進(jìn)一步包括根據(jù)接收延時校正系數(shù)對接收通道信號進(jìn)行延時調(diào)整后，再乘以發(fā)射幅相校正系數(shù)得到校正后的接收通道信號。
所述的去除接收通道信號中的測試信號進(jìn)一步包括A1、校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊給接收通道對消信號產(chǎn)生器模塊配置對消延時調(diào)整系數(shù)和對消幅相調(diào)整系數(shù)；A2、根據(jù)該對消延時調(diào)整系數(shù)對原始對消信號進(jìn)行延時后，再乘以負(fù)的該對消幅相調(diào)整系數(shù)得到調(diào)整后的接收通道對消信號；A3、由N路復(fù)數(shù)加法器將接收通道信號和接收通道對消信號相加，得到對消后的接收通道信號。
所述的發(fā)射校正系數(shù)為發(fā)射延時校正系數(shù)和發(fā)射幅相校正系數(shù)。
所述的輸出發(fā)射校正系數(shù)，用發(fā)射校正系數(shù)對發(fā)射通道的信號進(jìn)行校正進(jìn)一步包括根據(jù)發(fā)射延時校正系數(shù)對發(fā)射通道信號進(jìn)行延時校正后，再乘以發(fā)射幅相校正系數(shù)得到校正后的發(fā)射通道信號。
所述的輸出發(fā)射校正系數(shù)進(jìn)一步包括B11、將無線通信系統(tǒng)中基站進(jìn)行全小區(qū)發(fā)射的下行公共信道信號作為發(fā)射通道的測試信號；B12、設(shè)發(fā)射校正系數(shù)變更標(biāo)號(T-CCUI)為n的發(fā)射校正周期中相參積累出現(xiàn)相關(guān)峰時發(fā)射參考信號相對于基帶模塊輸出的作為測試信號下行信號的延時為τt_i(n)，T-CCUI為n的發(fā)射校正周期中相參積累得到的相關(guān)峰為Rt_i(n)，T-CCUI為n的發(fā)射校正周期中使用的延時校正系數(shù)為Tt_i(n)，幅相校正系數(shù)為Ct_i(n)；B13、將τt_i(n)減去Tt_i(n)得到τactual_t_i(n)，取τactual_t_i(n)(i＝1～N)中的最大值作為τt_max(n)，T-CCUI為n+1的發(fā)射校正周期的延時校正系數(shù)Tt_i(n+1)為τt_max(n)減去τactual_t_i(n)的值；B14、將Rt_i(n)除以Ct_i(n)得到ht_i(n)，取ht_i(n)(i＝1～N)中的某個值為ht_ref(n)，T-CCUI為n+1的發(fā)射校正周期的幅相校正系數(shù)Ct_i(n+1)為ht_ref(n)除以ht_i(n)得到的值。
所述的輸出發(fā)射校正系數(shù)進(jìn)一步包括B21、將無線通信系統(tǒng)中基站進(jìn)行全小區(qū)發(fā)射的下行多波束發(fā)射信號作為發(fā)射通道的測試信號；B22、發(fā)射通道的響應(yīng)向量H為H(n)＝[ht_1(n)，ht_2(n)，...，ht_N(n)]T，幅相校正向量C為C(n)＝[Ct_1(n)，Ct_2(n)，...，Ct_N(n)]T，經(jīng)過校正后的N個發(fā)射通道測試信號的響應(yīng)向量R為R(n)＝[Rt_1(n)，Rt_2(n)，...，Rt_N(n)]T＝[Ct_1(n)ht_1(n)，Ct_2(n)ht_2(n)，...，Ct_N(n)ht_N(n)]T，s1(t，n)，s2(t，n)，...，sM(t，n)是M個窄波束發(fā)射的擴(kuò)頻信號，其擴(kuò)頻碼相互正交，Wk(n)＝[w1(n)，w2(n)，...，wN(n)]是對sk(t，n)(k＝1～M)的加權(quán)，矩陣W為W(n)＝[W1T(n)，W2T(n)，...，WMT(n)]T；對各個通道接收信號分別以s*k(t，n)，k＝1～M為參考信號進(jìn)行相參積累，可以得到向量V(n)＝[v1(n)，v2(n)，...，vM(n)]T；B23、據(jù)此解得R等于矩陣W的廣義逆矩陣乘以V得到的值，將R中的各個分量Rt_i(n)除以Ct_i(n)就得到ht_i(n)，取ht_i(n)中的某個值為ht_ref(n)，T-CCUI為n+1的發(fā)射校正周期的幅相校正系數(shù)Ct_i(n+1)為ht_ref(n)除以ht_i(n)得到的值；B24、設(shè)T-CCUI為n+1的發(fā)射校正周期的延時校正系數(shù)Tt_i(n+1)為0。
步驟B21所述的下行多波束發(fā)射信號為非全小區(qū)發(fā)送的下行公共信號，或者為無線通信系統(tǒng)中多個用戶的波束發(fā)射信號。
本發(fā)明提供的裝置，不僅在接收校正環(huán)路上增加了接收通道對消系數(shù)產(chǎn)生器，用來消除接收校正環(huán)路中的測試信號，而且在發(fā)射校正環(huán)路上，除去了發(fā)射通道測試信號產(chǎn)生器，從而消除了發(fā)射校正環(huán)路中的測試信號，提高校正系統(tǒng)的性能。本發(fā)明提供的方法，在接收校正環(huán)路上使用了對消的方法，從而消除接收通道測試信號對業(yè)務(wù)信號的干擾；在發(fā)射校正環(huán)路上使用基站原有的下行信號作為發(fā)射通道的測試信號，取消了注入發(fā)射通道的測試信號，從而消除了發(fā)射通道測試信號對業(yè)務(wù)信號的干擾。因此，本發(fā)明提供的裝置及方法，在保持了注入測試信號校正方法的高精度優(yōu)點(diǎn)的同時減少了對系統(tǒng)的干擾，從而提高了校正系統(tǒng)的性能。


圖1為現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)的智能天線基站中校正系統(tǒng)方案一的框圖。
圖2為現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)的智能天線基站中校正系統(tǒng)方案二的框圖。
圖3為本發(fā)明無線通信系統(tǒng)的智能天線基站中校正系統(tǒng)方案一的框圖。
圖4為本發(fā)明無線通信系統(tǒng)的智能天線基站中校正系統(tǒng)方案二的框圖。
圖5為本發(fā)明的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一的框圖。
圖6為本發(fā)明的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)二的框圖。
圖7為本發(fā)明的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)三的框圖。
圖8為本發(fā)明接收通道對消信號產(chǎn)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。
圖9為本發(fā)明的校正模塊內(nèi)部框圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下舉實(shí)施例并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖3所示，圖3為本發(fā)明無線通信系統(tǒng)的智能天線基站中校正系統(tǒng)方案一的框圖，其具體描述為基帶處理模塊301，該模塊包含上行信號的處理部分和下行信號的處理部分，如該模塊包括編解碼(Encoder&Decoder)、調(diào)制解調(diào)(Modulator&Demodulator)和波束形成(Beam Forming)等功能?；鶐幚砟K301直接送到校正模塊303的是下行基帶信號(Inphase&Quadrature，I和Q)；校正模塊303通過復(fù)數(shù)加法器302送到基帶處理模塊301的是上行基帶信號(Inphase&Quadrature，I和Q)；N個復(fù)數(shù)加法器302-1～302-N，用來將各個接收通道的對消信號加到各個接收通道中，對消掉各個接收通道中的測試信號；校正模塊303，包含接收通道校正和發(fā)射通道校正，即將各個收發(fā)通道中所收發(fā)的信號進(jìn)行校正，收發(fā)通道信號的校正是在基帶信號上進(jìn)行的，包括延時校正和幅相校正；N個接收機(jī)304-1～304-N，接收機(jī)送到校正模塊303的信號為接收通道信號，該接收通道信號含有業(yè)務(wù)信號和測試信號；N個發(fā)射機(jī)305-1～305-N，校正模塊303送到發(fā)射機(jī)的信號為發(fā)射通道信號，該發(fā)射通道信號只含有業(yè)務(wù)信號；
N個雙工器306-1～306-N，雙工器為頻分(FDD)模式或?yàn)闀r分(TDD)模式，使N個耦合器307-1～307-N可以收發(fā)兩個頻段或兩個時間段的信號；N個耦合器307-1～307-N，接收測試信號或發(fā)射測試信號；N個天線308-1～308-N，用來接收上行業(yè)務(wù)信號或發(fā)射下行業(yè)務(wù)信號；功分/合路器309，當(dāng)發(fā)射校正時，其為合路器；當(dāng)接收校正時，其為功分器；校正雙工器310，校正雙工器為FDD模式或?yàn)門DD模式，使功分/合路器309可以收發(fā)兩個頻段或兩個時間段的信號；校正接收機(jī)311，校正接收機(jī)311送到校正系數(shù)提取/對消系數(shù)提取模塊315的是發(fā)射通道信號；校正發(fā)射機(jī)312，接收通道測試信號產(chǎn)生器313送到校正發(fā)射機(jī)312的是測試信號；接收通道測試信號產(chǎn)生器313，產(chǎn)生基帶的接收通道測試信號；接收通道對消信號產(chǎn)生器314，產(chǎn)生基帶的接收通道對消信號；校正系數(shù)提取/對消系數(shù)提取模塊315，其作用有兩個(1)收發(fā)校正系數(shù)提取用相參積累得到各個收發(fā)通道的響應(yīng)，并據(jù)此計(jì)算出各個收發(fā)通道的校正系數(shù)；(2)接收對消系數(shù)提取根據(jù)各個接收通道的延時響應(yīng)和幅相響應(yīng)，計(jì)算出接收通道的對消系數(shù)；校正同步模塊316，發(fā)出同步控制信號，用來控制整個校正系統(tǒng)的同步。
圖3所示的框圖包括N個接收通道和N個發(fā)射通道。
圖3中接收校正和發(fā)射校正共用了一套耦合器307-1～307-N和一個功分/合路器309當(dāng)校正系統(tǒng)為時分雙工時，收發(fā)頻率相同，這固然不成問題；當(dāng)校正系統(tǒng)為頻分雙工時，由于雙工間隔的相對頻寬一般都不大，而且采用了校正雙工器，所以接收和發(fā)射也可以共用一套耦合器和一個功分/合路器。
圖3中的功分/合路器309可以為“一體化式”或“可級聯(lián)式”。
接收通道校正的過程是接收通道測試信號產(chǎn)生器313在校正同步模塊316的作用下發(fā)送數(shù)字的測試信號，在校正發(fā)射機(jī)312中做數(shù)字到模擬的變換(DAC)和頻率變換、放大等一系列的處理后形成射頻測試信號，該射頻測試信號經(jīng)校正雙工器310、功分/合路器309和耦合器307-1～307-N注入到各個接收通道與各個接收通道的業(yè)務(wù)信號合并形成接收通道信號，在接收通道中做放大、頻率變換和模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)等一系列處理后通過接收機(jī)輸出各個接收通道的數(shù)字基帶接收通道信號，該數(shù)字基帶接收通道信號中混有由無線通信系統(tǒng)中各終端發(fā)送來的上行業(yè)務(wù)信號。假設(shè)功分器的N路輸出信號是等幅、等相的，這樣接收機(jī)304-1～304-N輸出到校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315中的數(shù)字基帶測試信號中就包含了各接收通道的幅相誤差信息，由校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315提取出各個接收通道校正系數(shù)和對消系數(shù)，校正系數(shù)送到校正模塊303去對下個接收校正周期中的各個接收通道信號進(jìn)行實(shí)時校正，對消系數(shù)通過接收通道對消信號產(chǎn)生器314送到復(fù)數(shù)加法器302去對下個接收校正周期中的各個接收通道信號進(jìn)行對消。當(dāng)前接收校正周期的校正和對消使用的是上個接收校正周期中計(jì)算得到的校正系數(shù)和對消系數(shù)。經(jīng)過校正和對消后的各個接收通道信號發(fā)送到基帶處理模塊301。
發(fā)射通道校正的過程是發(fā)射通道上的基站下行業(yè)務(wù)信號，即各個發(fā)射通道的下行業(yè)務(wù)信號首先要經(jīng)過校正模塊303進(jìn)行校正，當(dāng)前發(fā)射校正周期總是使用上個發(fā)射校正周期中計(jì)算得到的校正系數(shù)。校正后再由發(fā)射機(jī)305-1～305-N中做數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換(DAC)和頻率變換、放大等一系列的處理得到射頻信號，該射頻信號經(jīng)過雙工器306-1～306-N送到耦合器307-1～307-N，經(jīng)過耦合器307-1～307-N后，大部分信號能量被送到天線，發(fā)射到無線空間，小部分信號能量被送到功分/合路器309，合路以后經(jīng)校正雙功器310送到校正接收機(jī)311，進(jìn)行頻率變換、模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換(ADC)等處理，得到數(shù)字基帶信號。數(shù)字基帶信號送到校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315，校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315根據(jù)數(shù)字基帶信號提取出各個發(fā)射通道的響應(yīng)，再根據(jù)各個發(fā)射通道的響應(yīng)計(jì)算出各個發(fā)射通道的校正系數(shù)，送到校正模塊303中，對下個發(fā)射校正周期的各個發(fā)射通道所發(fā)射的下行業(yè)務(wù)信號進(jìn)行校正。
圖3所示的框圖為本發(fā)明無線通信系統(tǒng)的智能天線基站中校正系統(tǒng)方案二的框圖，是將校正模塊設(shè)置在接收校正環(huán)路之外。圖4所示為本發(fā)明無線通信系統(tǒng)的智能天線基站中校正系統(tǒng)方案二的框圖，圖4的框圖是校正模塊設(shè)置在接收校正環(huán)路之內(nèi)，其模塊構(gòu)成與功能與圖3所示相同。當(dāng)進(jìn)行發(fā)射校正時，與圖3所述的過程相同；當(dāng)進(jìn)行接收校正時，校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊415提取的為校正后的接收通道信號，因此，在計(jì)算校正系數(shù)時，必須扣除各個接收通道的前一次校正系數(shù)對接收通道信號造成的影響。
如圖5所示，圖5為本發(fā)明的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)一的框圖，其具體描述為N個接收通道校正參考信號產(chǎn)生模塊501-1～501-N，其作用是產(chǎn)生接收通道相參積累所需的參考信號。其波形形式為接收通道測試信號產(chǎn)生器313輸出的接收測試信號的共軛，參考信號頭的時間位置由CPU或DSP模塊506通過時序控制/參數(shù)寄存器模塊503控制；N個發(fā)射通道校正參考信號產(chǎn)生模塊501-N+1～501-2N，其作用是產(chǎn)生發(fā)射通道參考信號。將無線通信系統(tǒng)中發(fā)送的信號當(dāng)成測試信號，即從基帶處理模塊301來的無線通信系統(tǒng)原有信號通過發(fā)射通道校正參考信號產(chǎn)生模塊502-1～502-N進(jìn)行延時并取共軛，延時由CPU或DSP模塊506通過時序控制/參數(shù)寄存器模塊503控制，該參考信號可根據(jù)基帶處理模塊301輸出的業(yè)務(wù)信號生成；時序控制/參數(shù)寄存器模塊503，CPU或DSP模塊506通過對時序控制/參數(shù)寄存器模塊503中的參數(shù)寄存器寫入特定參數(shù)來對接收通道校正參考信號產(chǎn)生模塊501-1～501-N、發(fā)射通道校正參考信號產(chǎn)生模塊502-1～502-N的信號參數(shù)和累加模塊505-1～505-2N的累加長度等進(jìn)行控制，時序控制/參數(shù)寄存器模塊503也可以自己產(chǎn)生控制時序；504-1～504-N為復(fù)數(shù)乘法器，將N個接收通道校正參考信號產(chǎn)生模塊501-1～501-N產(chǎn)生的參考信號和N個發(fā)射通道校正參考信號產(chǎn)生模塊501-N+1～501-2N產(chǎn)生的發(fā)射通道參考信號進(jìn)行復(fù)數(shù)相乘運(yùn)算；504-N+1～504-2N也是復(fù)數(shù)乘法器，將接收機(jī)304-1～304-N輸出的接收通道信號和校正接收機(jī)311輸出的數(shù)字基帶信號進(jìn)行復(fù)數(shù)相乘運(yùn)算；505-1～505-2N為累加器，對復(fù)數(shù)乘法器504-1～504-2N的輸出進(jìn)行累加；CPU或DSP模塊506，用于控制校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊的整個過程，并計(jì)算收發(fā)校正系數(shù)和接收對消系數(shù)的值，最后輸出校正模塊303所需的校正系數(shù)和接收通道對消信號產(chǎn)生器314所需的對消系數(shù)。
圖5中的結(jié)構(gòu)允許所有發(fā)射通道和接收通道并行完成相參積累。
如圖6所示，圖6為本發(fā)明的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)二的框圖，即N個接收通道和N個發(fā)射通道共用N個復(fù)數(shù)乘法器604-1～604-N和N個累加器605-1～605-N，其中，在接收校正時，多路選擇模塊601使接收通道的信號并行進(jìn)入；當(dāng)發(fā)射校正時，多路選擇模塊601使發(fā)射通道的信號并行進(jìn)入。
如圖7所示，圖7為本發(fā)明的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)三的框圖，即N個接收通道和N個發(fā)射通道共用一個復(fù)數(shù)乘法器704和一個累加器705，其中，在接收校正時，多路選擇模塊601使接收通道的信號依次串行進(jìn)入；當(dāng)發(fā)射校正時，多路選擇模塊601使發(fā)射通道的信號依次串行進(jìn)入。
圖6和圖7的N路數(shù)字基帶測試信號或數(shù)字基帶測試信號要經(jīng)過多路選擇模塊601(701)選擇后，分別進(jìn)入復(fù)數(shù)乘法器604-1～604-N(704)中，該多路選擇模塊601(701)受到CPU或DSP模塊606(706)控制，當(dāng)輸入N路數(shù)字基帶測試信號或數(shù)字基帶測試信號的樣點(diǎn)率不同時，圖6和圖7中CPU或DSP模塊606(706)的時鐘要進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。
當(dāng)接收校正時，各通道校正參考信號產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的參考信號形式相同，只是延時不一樣，用以和不同的接收通道延時相匹配；當(dāng)發(fā)射校正時，為了區(qū)分各個發(fā)射通道的不同響應(yīng)，注入到各個發(fā)射通道的校正信號形式不一樣，所以通道校正參考信號產(chǎn)生模塊產(chǎn)生的參考信號的形式不一樣。但是，當(dāng)如圖7的N個發(fā)射通道相參積累為串行時，N個發(fā)射通道可以使用相同形式的測試信號。
如圖8所示，圖8為本發(fā)明接收通道對消信號產(chǎn)生器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖，其具體描述為原始對消信號產(chǎn)生模塊801，在校正同步模塊316的控制下產(chǎn)生原始對消信號。這里“原始”的意思是沒有經(jīng)過延時和幅相調(diào)整。原始對消信號產(chǎn)生模塊801輸出的原始對消信號的形式和注入測試信號相同，只是極性相反(相位相差180度)。信號的啟動時刻已經(jīng)根據(jù)接收環(huán)路延時的先驗(yàn)知識進(jìn)行了調(diào)整，使得在延時調(diào)整模塊802中，只要進(jìn)行不大的延時調(diào)整，就可以使對消信號和測試信號的延時一致。
要求送到302-1～302-N的對消信號的延時和幅度與通道中的測試信號的延時和幅度完全相同，而極性正好相反(即相位相差180度)，這樣經(jīng)過302-1～302-N相加后，才能達(dá)到對消的效果。
延時調(diào)整是由延時調(diào)整模塊802模塊完成的，幅相調(diào)整是由復(fù)數(shù)乘法器803模塊完成的。
延時調(diào)整模塊802，根據(jù)對消信號延時調(diào)整寄存器804中的調(diào)整量對對消信號進(jìn)行延時調(diào)整，讓對消信號模塊輸出的對消信號和接收通道中的測試信號在時間上對齊；復(fù)數(shù)乘法器803，根據(jù)對消信號幅相調(diào)整寄存器805中的調(diào)整量對對消信號進(jìn)行幅相調(diào)整，讓對消信號模塊輸出的對消信號和接收通道中的測試信號在相位上對齊，經(jīng)過時間和幅相調(diào)整后的對消信號發(fā)送到各個接收通道中；對消信號延時調(diào)整寄存器804，對消信號校正系數(shù)寄存器805，校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315中的CPU或DSP模塊通過寫入對消信號延時調(diào)整寄存器804和對消信號校正系數(shù)寄存器805的信息來對對消系數(shù)初始化和更新對消系數(shù)。如圖9所示，圖9為本發(fā)明的校正模塊內(nèi)部框圖，其具體描述為
復(fù)數(shù)乘法器902-1～902-N，接收通道信號和復(fù)數(shù)的接收校正系數(shù)相乘以后，完成對各個接收通道的幅相校正；復(fù)數(shù)乘法器905-1～905-N，發(fā)射通道信號和復(fù)數(shù)的發(fā)射校正系數(shù)相乘以后，完成對各個發(fā)射通道的幅相校正；發(fā)射通道延時校正系數(shù)寄存器903、發(fā)射通道幅相校正系數(shù)寄存器904，校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315中的CPU或DSP模塊506通過發(fā)射通道延時校正系數(shù)寄存器903、發(fā)射通道幅相校正系數(shù)寄存器904對發(fā)射校正系數(shù)初始化和更新發(fā)射校正系數(shù)；接收通道幅相校正系數(shù)寄存器907和接收通道延時校正系數(shù)寄存器908，校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315中的CPU或DSP模塊506通過接收通道幅相校正系數(shù)寄存器907、接收通道延時校正系數(shù)寄存器908對接收校正系數(shù)初始化和更新接收校正系數(shù)；延時校正901-1～901-N，基帶處理模塊301產(chǎn)生的各個發(fā)射通道的業(yè)務(wù)信號經(jīng)延時校正901-1～901-N進(jìn)行延時調(diào)整；延時校正906-1～906-N，來自接收機(jī)304-1～304-N的各個接收通道的信號經(jīng)延時校正906-1～906-N進(jìn)行延時調(diào)整。
以圖5中的接收通道為例說明相參積累的過程。相參積累的條件為(1)接收通道校正參考信號的產(chǎn)生模塊501-1～501-N輸出信號的波形和接收通道測試信號產(chǎn)生器313輸出信號的波形形成共軛關(guān)系；(2)參考信號和接收通道中的測試信號對齊。第(1)點(diǎn)是容易達(dá)到的。關(guān)鍵是第(2)點(diǎn)，這牽涉到比較復(fù)雜的過程，敘述如下。
CPU或DSP模塊506通過時序控制/參數(shù)寄存器模塊503調(diào)整接收通道校正參考信號產(chǎn)生模塊501-1～501-N輸出的參考信號頭相對于接收通道測試信號產(chǎn)生器313測試信號頭的延時，使來自接收機(jī)304-1～304-N的接收通道測試信號與接收通道校正參考信號產(chǎn)生模塊501-1～501-N的接收校正參考信號在504-1～504-N做復(fù)數(shù)相乘時在時間上對齊。
對齊后通過復(fù)數(shù)乘法器504-1～504-N的復(fù)數(shù)相乘，再由累加模塊505-1～505-N做累加，就實(shí)現(xiàn)了所謂的相參積累的功能。如果沒有對齊，累加器輸出的信號幅值就比較小，完全對齊時累加器輸出信號幅值最大，即出現(xiàn)所謂相關(guān)峰。
為了使每次相參積累以后都出現(xiàn)相關(guān)峰，CPU或DSP模塊506可以設(shè)計(jì)一套搜索過程和跟蹤過程。搜索過程是指在不知道通道延時的情況下，由CPU或DSP模塊506在一個很大的范圍內(nèi)逐步調(diào)整接收通道校正參考信號產(chǎn)生模塊501-1～501-2N輸出信號相對于接收通道測試信號產(chǎn)生器313輸出測試信號的延時，保證在這些延時中的某個延時點(diǎn)上出現(xiàn)相關(guān)峰。基站開機(jī)上電后的初始化過程中應(yīng)該包含一個搜索過程。跟蹤過程是緊接著搜索過程之后的，是指CPU或DSP模塊506將延時鎖定在搜索過程中出現(xiàn)相關(guān)峰的延時點(diǎn)上，并在由于通道延時變化導(dǎo)致相關(guān)峰位置變化的時候，通過相應(yīng)地改變時序控制/參數(shù)寄存器模塊503中的延時設(shè)置，即改變參考信號的延時，讓參考信號和通道信號保持對齊的關(guān)系，保證相參積累出現(xiàn)相關(guān)峰，即實(shí)現(xiàn)了所謂跟蹤。如果具有足夠的關(guān)于通道的延時的先驗(yàn)知識，也可以只使用搜索過程，每次都在一個小的固定的范圍內(nèi)搜索?！熬哂凶銐虻年P(guān)于通道的延時的先驗(yàn)知識”的意思是能夠保證每次在這個小的固定范圍內(nèi)出現(xiàn)相關(guān)峰。
搜索過程和跟蹤過程中CPU或DSP模塊506延時調(diào)整的步長取決于輸入到校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315的接收機(jī)304-1～304-N的信號和接收通道測試信號產(chǎn)生器313輸出信號的通過率，即所謂樣點(diǎn)率(Sample rate)。在CDMA系統(tǒng)中，這個樣點(diǎn)率是碼片速率(Chip rate)的整數(shù)倍。CPU或DSP模塊506延時調(diào)整的步長可以取為信號樣點(diǎn)率的倒數(shù)，即一個樣點(diǎn)(Sample)的時間寬度。
為了能夠進(jìn)行有效的跟蹤，必須設(shè)計(jì)一個用于跟蹤的延時窗口，這個窗口指的是相鄰的幾個延時點(diǎn)，單位為樣點(diǎn)。因?yàn)楸仨毟鶕?jù)在相鄰的幾個延時點(diǎn)上積累才能判斷其中某個點(diǎn)是否為相關(guān)峰。相鄰延時點(diǎn)(單位為樣點(diǎn))的個數(shù)即為跟蹤窗口寬度。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的跟蹤，跟蹤窗口寬度不能少于3個樣點(diǎn)。
相參積累的相關(guān)峰中包含了兩種信息相關(guān)峰本身的值和相關(guān)峰出現(xiàn)的時間位置。這個時間位置是以出現(xiàn)相關(guān)峰時接收通道校正參考信號產(chǎn)生模塊501-1～501-N輸出的參考信號相對于接收通道測試信號產(chǎn)生器313輸出的測試信號的延時來衡量的。這兩種信息也就是校正環(huán)路響應(yīng)的全部信息。
由于根據(jù)通道響應(yīng)提取校正系數(shù)前可能對相參積累的相關(guān)峰值進(jìn)行某種形式的平滑處理，使得一次校正系數(shù)更新的周期，即一個校正周期內(nèi)可能包含多次相參積累的過程。
最后說明相參積累的發(fā)起和結(jié)束過程。原則上，每一次相參積累可以由CPU或DSP模塊506發(fā)起，也可以由時序控制/參數(shù)寄存器模塊503發(fā)起。如果是由時序控制/參數(shù)寄存器模塊503發(fā)起，往往是周期性同步進(jìn)行的。如果是由CPU或DSP模塊506發(fā)起，CPU或DSP模塊506可以在認(rèn)為合適的時候發(fā)起一次相參積累過程，所以相對于由時序控制/參數(shù)寄存器模塊503發(fā)起的方式，由CPU或DSP模塊506發(fā)起的方式具有隨機(jī)性。每次相參積累過程結(jié)束以后，時序控制/參數(shù)寄存器模塊503可以使用專門的中斷請求信號線通知CPU或DSP模塊506相參積累過程已完，可以來取走累加模塊505-1～505-N中的相參積累的結(jié)果。當(dāng)然也可以使用CPU或DSP模塊506查詢時序控制/參數(shù)寄存器模塊503中的專用的寄存器的方式，來得知相參積累是否結(jié)束。
通道響應(yīng)是通道傳輸函數(shù)的簡稱。一般地，通道響應(yīng)是頻率的函數(shù)，可以分解為每個頻率點(diǎn)上的幅度函數(shù)和相位函數(shù)。理想情況下，假設(shè)(1)在所關(guān)心的頻帶內(nèi)幅度函數(shù)為常數(shù)；(2)相位函數(shù)為頻率的線性函數(shù)，即帶內(nèi)群延時為常數(shù)。在這種理想情況下，通道特性只要用兩個量來表示一個復(fù)數(shù)表示的幅相響應(yīng)，和一個實(shí)數(shù)表示的群延時。
本發(fā)明中的收發(fā)通道的校正方法正是基于上面的理想化假設(shè)的。
校正系統(tǒng)中的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊通過對測試信號的相參積累提高測試信號的信噪比(SNR)，相參積累之后利用各個通道相參積累的結(jié)果提取出各個收發(fā)通道的校正系數(shù)。
根據(jù)圖3和圖4中校正系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同，有兩種接收通道的校正系數(shù)生成方法，其不同在于圖3中的校正模塊在接收校正環(huán)路之外，而圖4中的校正模塊在接收校正環(huán)路之內(nèi)，所以圖3進(jìn)入校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315的測試信號是沒有經(jīng)過了校正模塊303的，而圖4中進(jìn)入校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊415的測試信號是經(jīng)過了校正模塊403的。沒有經(jīng)過校正模塊的相參積累結(jié)果及其延時直接就是通道幅相響應(yīng)和通道延時響應(yīng)。而經(jīng)過了校正模塊的相參積累結(jié)果及其延時必須扣除延時校正系數(shù)和幅相校正系數(shù)，才能得出真正的通道幅相響應(yīng)和通道延時響應(yīng)。
接收通道使用注入式測試信號的波形可以有多種，常用的波形為點(diǎn)頻測試信號和偽隨機(jī)噪聲(PN)測試信號，如果是點(diǎn)頻測試信號，可以是單頻點(diǎn)，也可以是多頻點(diǎn)，信號參數(shù)主要是頻點(diǎn)的數(shù)字頻率；如果是PN測試信號，可以使用GOLD碼和OVSF碼的復(fù)合系列，其信號參數(shù)包括GOLD碼的初相和掩碼、OVSF的碼號等。兩點(diǎn)注意(1)點(diǎn)頻信號的產(chǎn)生和處理比PN信號簡單，但不適合用來測量通道的延時。PN信號的產(chǎn)生和處理比點(diǎn)頻信號復(fù)雜，但是可以同時測量幅相響應(yīng)和延時；(2)接收校正的測試信號是用功分器后注入到各個接收通道的，所以各個接收通道中的注入的測試信號總是同時存在的，并具有相同的形式。
CPU或DSP模塊對N個接收通道的接收校正系數(shù)更新一次，接收校正系數(shù)變更標(biāo)號(Calibration Calibration Coefficients Updating Index，縮寫為R-CCUI)就增加1。在兩次接收校正系數(shù)更新之間，R-CCUI為常數(shù)，稱為一個接收校正周期。更確切地，被稱為第R-CCUI接收校正周期。如果R-CCUI＝n，也叫R-CCUI＝n的接收校正周期。
CPU或DSP模塊對N個發(fā)射通道的發(fā)射校正系數(shù)更新一次，發(fā)射校正系數(shù)變更標(biāo)號(Transmitter Calibration Coefficients Updating Index，縮寫為T-CCUI)就增加1。在兩次發(fā)射校正系數(shù)更新之間，T-CCUI為常數(shù)，稱為一個發(fā)射校正周期。更確切地，被稱為第T-CCUI發(fā)射校正周期。如果T-CCUI＝n，也叫T-CCUI＝n的發(fā)射校正周期。
接收校正和發(fā)射校正可以是獨(dú)立進(jìn)行的，所以R-CCUI和T-CCUI也可以是不相同的。圖3的接收通道校正系數(shù)算法進(jìn)入校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315的接收通道測試信號沒有被校正過，所以計(jì)算R-CCUI為n+1的接收校正周期的校正系數(shù)時，不需要先扣除R-CCUI為n的接收校正周期的校正系數(shù)造成的影響。
假設(shè)R-CCUI為n的接收校正周期中相參積累出現(xiàn)相關(guān)峰時校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊214中接收參考信號相對于213輸出的接收通道測試信號的延時為τr_i(n)，單位為樣點(diǎn)。R-CCUI為n的接收校正周期中的相參積累相關(guān)峰為Rr_i(n)。利用校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315中的CPU或DSP模塊506，計(jì)算R-CCUI為n+1的接收校正周期的延時校正系數(shù)Tr_i(n+1)和幅相校正系數(shù)Cr_i(n+1)的算法如下。
τactual_r_i(n)＝τr_i(n)，(1)hr_i(n)＝Rr_i(n)， (2)τr_max(n)＝Max{τactual_r_i(n)，i＝1～N}， (3)Tr_i(n+1)＝τr_max(n)-τactual_r_i(n)，(4)Cr_i(n+1)＝hr_ref(n)/hr_i(n)， (5)公式(5)中的hr_ref(n)為從hr_1(n)～hr_N(n)中取的某一個。以第i路為參考支路意味著校正以后第i路的通道響應(yīng)不變，而其它路校正后的通道響應(yīng)都向第i路看齊。
如果以幅度最大的那一路為參考支路，即hr_ref(n)＝hr_j(n)，|hr_j(n)|≥|hr_i(n)|，i≠j， (6)可以使由于校正模塊中的相乘運(yùn)算的截尾誤差導(dǎo)致的信號動態(tài)的損失降低到最小。這樣除了參考支路的校正系數(shù)等于1外，其余支路的校正系數(shù)的模值都大于或等于1。設(shè)計(jì)者根據(jù)實(shí)際需要，也可以考慮其他的hr_ref(n)取法。
由于校正系統(tǒng)中使用了校正發(fā)射機(jī)和校正接收機(jī)，所以要對三個地方的誤差進(jìn)行補(bǔ)償，即(1)功分/合路器309的誤差，(2)耦合器307-1～307-N的誤差，(3)信號耦合點(diǎn)到天線部分的誤差，以使測得的各個收發(fā)環(huán)路響應(yīng)之間的差異反映各個收發(fā)通道響應(yīng)的差異。
對于一般的校正系統(tǒng)，延時誤差是不用補(bǔ)償?shù)?，而幅相誤差是需要補(bǔ)償?shù)摹５怯行┬问降男Ｕ到y(tǒng)，如將功分/合路器、耦合器和天線陣列集成在一起的結(jié)構(gòu)，通過精確的設(shè)計(jì)，其幅相誤差如果可以控制在允許的范圍之內(nèi)，也就不一定要進(jìn)行補(bǔ)償。
如果要進(jìn)行補(bǔ)償，這些部分的誤差，可以使用射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行離線測試，補(bǔ)償?shù)綔y得的是校正環(huán)路響應(yīng)中，就得到真正的通道響應(yīng)?！半x線測試”的意思是對部件單獨(dú)進(jìn)行測試，即當(dāng)所測部分不構(gòu)成工作中的系統(tǒng)的一部分。
如果要進(jìn)行通道響應(yīng)的補(bǔ)償，可以在公式(1)和公式(2)中進(jìn)行，也可以在公式(4)、公式(5)式中進(jìn)行；在公式(1)、公式(2)之后，開始公式(3)之前，可能會將τactual_r_i(n)和hr_i(n)進(jìn)行某種形式的平滑處理。例如α濾波。
圖4的接收通道校正系數(shù)計(jì)算進(jìn)入校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315的接收通道測試信號已經(jīng)被校正，所以計(jì)算R-CCUI為n+1的接收校正周期的校正系數(shù)時必須先扣除R-CCUI為n的接收校正周期的校正系數(shù)造成的影響。
假設(shè)R-CCUI為n的接收校正周期中相參積累出現(xiàn)相關(guān)峰時214中接收參考信號相對于213輸出的測試信號的延時為τr_i(n)，單位為樣點(diǎn)，R-CCUI為n的接收校正周期中的相參積累相關(guān)峰為Rr_i(n)，R-CCUI為n的接收校正周期中使用的延時校正系數(shù)為Tr_i(n)，相應(yīng)幅相校正系數(shù)為Cr_i(n)。利用校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315中的CPU或DSP模塊506，計(jì)算R-CCUI為n+1的接收校正周期的延時校正系數(shù)Tr_i(n+1)和幅相校正系數(shù)Cr_i(n+1)的算法如下τactual_r_i(n)＝τr_i(n)-Tr_i(n)，(7)
hr_i(n)＝Rr_i(n)/Cr_i(n)， (8)τr_max(n)＝Max{τactual_r_i(n)，i＝1～N}，(9)Tr_i(n+1)＝τr_max(n)-τactual_r_i(n)， (10)Cr_i(n+1)＝hr_ref(n)/hr_i(n)， (11)由于公式(7)、公式(8)中用到了Tr_i(n)和Cr_i(n)，所以在校正系統(tǒng)復(fù)位時要對其進(jìn)行初始化。注意Cr_i(n)初始化值的幅度不能太小，尤其不能為0。正確的方法如將Tr_i(n)(i＝1～N)初始化為0，將Cr_i(n)(i＝1～N)初始化為1。公式(11)中的hr_ref(n)為從hr_1(n)～hr_N(n)中取的某一個。取法和公式(5)中的hr_ref(n)相同(見公式(5)后關(guān)于hr_ref(n)取法的說明)。如果要進(jìn)行通道響應(yīng)的補(bǔ)償，可以在公式(7)和公式(8)中進(jìn)行，也可以在公式(10)、公式(11)中進(jìn)行；在公式(7)、公式(8)之后，開始公式(9)之前，可能會將τactual_r_i(n)和hr_i(n)進(jìn)行某種形式的平滑處理。例如α濾波。
該接收校正系數(shù)的具體算法為設(shè)R-CCUI為n的接收校正周期中相參積累出現(xiàn)相關(guān)峰時314中接收參考信號相對于313輸出的接收測試信號的延時為τr_i(n)，R-CCUI為n的接收校正周期中相參積累相關(guān)峰為Rr_i(n)，R-CCUI為n的接收校正周期中使用的延時校正系數(shù)為Tr_i(n)，幅相校正系數(shù)為Cr_i(n)；將τr_i(n)減去Tr_i(n)得到τactual_r_i(n)，取τactual_r_i(n)中的最大值作為τr_max(n)，R-CCUI為n+1的接收校正周期的延時校正系數(shù)Tr_i(n+1)為τr_max(n)減去τactual_r_i(n)的值；將Rr_i(n)除以Cr_i(n)得到hr_i(n)，取hr_i(n)(i＝1～N)中的某個值為hr_ref(n)，R-CCUI為n+1的接收校正周期的幅相校正系數(shù)Cr_i(n+1)為hr_ref(n)除以hr_i(n)得到的值。
下面說明接收環(huán)路中計(jì)算接收對消系數(shù)的方法。
由于對消系數(shù)和校正系數(shù)的得出都利用了相同的接收通道的相參積累的結(jié)果，校正接收通道對消系數(shù)的更新和校正系數(shù)的更新是同步的。所以接收對消期和接收校正期是相同的，可以都用R-CCUI來表示。
由于接收對消是在接收校正之后進(jìn)行的，用于R-CCUI為n+1的接收校正周期的對消系數(shù)必須適應(yīng)于R-CCUI為n+1校正期中被校正后的通道信號的情況。在對于R-CCUI為n+1的的接收校正周期，各個接收通道之間的延時誤差和幅相誤差已經(jīng)被Tr_i(n+1)和Cr_i(n+1)校正過了。假設(shè)R-CCUI為n+1的接收校正周期的接收通道的響應(yīng)和R-CCUI為n的接收校正周期的接收通道的響應(yīng)完全一樣，這樣誤差就全部被校正。被校正之后各個接收通道的測試信號的延時都是τr_max(n)，幅相響應(yīng)都是hr_ref(n)。所以對于R-CCUI為n+1的接收校正周期，N個接收通道只要計(jì)算一個延時調(diào)整系數(shù)Tcancel(n+1)，和一個幅相調(diào)整系數(shù)Ccancel(n+1)，計(jì)算如下Tcancel(n+1)＝τr_max(n)， (12)Ccanel(n+1)＝hr_ref(n)， (13)公式(12)中的τr_max(n)和公式(13)中的hr_ref(n)必須和接收通道校正中使用的一樣，可能已經(jīng)經(jīng)過某種形式的平滑處理。
本發(fā)明的發(fā)射通道校正提供了兩種使用無線通信自身信號的校正方法，從而完全消除了注入信號對用戶信號的干擾。
第一種方法，將無線通信系統(tǒng)的下行公共信道信號當(dāng)做測試信號，該測試信號應(yīng)該具有以下特征(1)實(shí)現(xiàn)全小區(qū)發(fā)射；(2)最好是時間上周期性不連續(xù)的；(3)最好對信號相位沒有嚴(yán)格要求。第(2)點(diǎn)不是必須的，但是滿足第(2)點(diǎn)會改善無線通信系統(tǒng)的性能，如果滿足第(3)點(diǎn)，就表示該下行公共信道上信號相位的變化不會影響到無線終端的接收性能。
該方法適合使用圖7的結(jié)構(gòu)(最節(jié)省)，不適合使用圖5或圖6所示的校正系數(shù)/對消提取模塊的結(jié)構(gòu)。當(dāng)然由于圖5或圖6的結(jié)構(gòu)也支持串行相參積累，使用圖5或圖6的結(jié)構(gòu)也是可行的，但是不是最節(jié)省的。第一種方法發(fā)射通道校正系數(shù)的具體算法為
假設(shè)T-CCUI為n的發(fā)射校正周期中相參積累出現(xiàn)相關(guān)峰時315中發(fā)射參考信號相對于301輸出的作為發(fā)射測試信號的下行信號的延時為τt_i(n)，單位為樣點(diǎn)，T-CCUI為n的發(fā)射校正周期中相參積累相關(guān)峰為Rt_i(n)，T-CCUI為n的發(fā)射校正周期中所使用的延時校正系數(shù)Tt_i(n)，幅相校正系數(shù)Ct_i(n)；校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊315中CPU或DSP模塊506計(jì)算T-CCUI為n+1的延時校正系數(shù)Tt_i(n+1)和幅相校正系數(shù)Ct_i(n+1)的算法如下τactual_t_i(n)＝τt_i(n)-Tt_i(n)， (14)ht_i(n)＝Rt_i(n)/Ct_i(n)， (15)τt_max(n)＝Max{τactual_t_i(n)，i＝1～N}， (16)Tt_i(n+1)＝τt_max(n)-τactual_t_i(n)，(17)Ct_i(n+1)＝ht_ref(n)/ht_i(n)， (18)將τr_i(n)減去Tt_i(n)得到τactual_t_i(n)，取τactual_t_i(n)中的最大值作為τt_max(n)，T-CCUI為n+1的發(fā)射校正周期的延時校正系數(shù)為τt_max(n)減去τactual_t_i(n)的值；將Rt_i(n)除以Ct_i(n)得到ht_i(n)，取ht_i(n)中的某個值為ht_ref(n)，T-CCUI為n+1的發(fā)射校正周期的幅相校正系數(shù)為hr_ref(n)除以hr_i(n)得到的值。其中ht_ref(n)的取法和公式(5)中hr_ref(n)的取法相同(見公式(5)后關(guān)于hr_ref(n)取法的說明)。
由于公式(14)、公式(15)中用到了Tt_i(n)和Ct_i(n)，所以在系統(tǒng)復(fù)位時要對其進(jìn)行初始化。注意Ct_i(n)初始化值的幅度不能太小，尤其不能為0。正確的方法如將Tt_i(n)(i＝1～N)初始化為0，將Ct_i(n)(i＝1～N)初始化為1。在公式(14)、(15)之后，開始公式(16)之前，可能會將τactual_t_i(n)和ht_i(n)進(jìn)行某種形式的平滑處理。例如α濾波。
第二種方法，將無線通信系統(tǒng)的下行多波束發(fā)射信號作為發(fā)射通道的測試信號，該多波束發(fā)射信號可以為非全小區(qū)的下行公共信道信號，也可以是多個用戶的波束信號，但是該多波束發(fā)射信號的波束數(shù)必須大于天線數(shù)，并且波束數(shù)越多，無線通信系統(tǒng)的性能就越好。
該方法只能使用圖7所示的校正系數(shù)/對消提取模塊的結(jié)構(gòu)，其發(fā)射通道校正系數(shù)的具體算法為設(shè)H(n)＝[ht_1(n)，ht_2(n)，...，ht_N(n)]T，上標(biāo)T表示轉(zhuǎn)置，為N個發(fā)射通道的響應(yīng)向量。n是相參積累的次數(shù)標(biāo)號。由于校正模塊總是在校正環(huán)路之內(nèi)，校正系數(shù)提取模塊得到的是經(jīng)過了校正的發(fā)射通道響應(yīng)。假設(shè)經(jīng)過校正的發(fā)射通道響應(yīng)為R(n)，R(n)＝[Rt_1(n)，Rt_2(n)，...，Rt_N(n)]T(19)＝[Ct_1(n)ht_1(n)，Ct_2(n)ht_2(n)，...，Ct_N(n)ht_N(n)]T’s1(t，n)，s2(t，n)，...，sM(t，n)是M個窄波束發(fā)射的擴(kuò)頻信號，其擴(kuò)頻碼相互正交，W(n)＝[W1T(n)，W2T(n)，...，WMT(n)]T， (20)是由它們的加權(quán)向量排成的矩陣。其中Wk(n)＝[w1(n)，w2(n)，...，wN(n)]， (21)則經(jīng)過合路器309、雙工器310和校正接收機(jī)311輸出的信號為v(t,n)=Σk=1MWk(n)R(n)Sk(t,n),----(22)]]>由于各擴(kuò)頻信號的擴(kuò)頻碼是正交的，對接收信號分別以s*k(t，n)，k＝1～M為參考信號進(jìn)行相參積累(上標(biāo)*表示共軛)，可以得到向量V(n)＝[v1(n)，v2(n)，...，vM(n)]T。其中vk(n)為對第k個擴(kuò)頻信號進(jìn)行相參積累的結(jié)果vk(n)=∫v(t,n)sk*(t,n)dt=Wk(n)R(n),k=1~M,----(23)]]>假設(shè)各個通道的延時是相同的，當(dāng)然M個vk(n)出現(xiàn)相關(guān)峰的位置也相同。就是說公式(23)中的M個vk(n)中的每一個都是N個通道的相關(guān)峰的累加，就可以用下式得到R(n)的值R(n)＝W+(n)V(n)，(24)其中“+”表示矩陣的廣義逆(generalized inverse)。M≥N是保證W是列滿秩的必要條件，但不是充分條件。另外，在選擇校正信號時需計(jì)算信號加權(quán)之間的相關(guān)系數(shù)，選擇加權(quán)系數(shù)相關(guān)性小的發(fā)射信號做為校正源可以提高R(n)的估計(jì)精度。波束數(shù)越多，所能提供的這種可能性就越多，性能就可能越好。
由于假設(shè)各個發(fā)射通道之間沒有延時誤差，當(dāng)然就不需要進(jìn)行延時校正。如果電路中設(shè)計(jì)了延時校正部分，可以將延時校正系數(shù)Tt_i(n+1)全部置為0。
ht_i(n)＝Rt_i(n)/Ct_i(n)， (25)Ct_i(n+1)＝ht_ref(n)/ht_i(n)， (26)公式(26)中的ht_ref(n)為從ht_1(n)～ht_N(n)中取的某一個。ht_ref(n)的取法和公式(5)中hr_ref(n)的取法相同(見公式(5)后關(guān)于hr_ref(n)取法的說明)。
該算法的具體描述為發(fā)射通道的響應(yīng)向量H為H(n)＝[ht_1(n)，ht_2(n)，...，ht_N(n)]T。幅相校正向量C為C(n)＝[Ct_1(n)，Ct_2(n)，...，Ct_N(n)]T。由于進(jìn)行相干累加的測試信號經(jīng)過了校正模塊，所以經(jīng)過校正后的N個發(fā)射通道測試信號的響應(yīng)向量R為R(n)＝[Rt_1(n)，Rt_2(n)，...，Rt_N(n)]T＝[Ct_1(n)ht_1(n)，Ct_2(n)ht_2(n)，...，Ct_N(n)ht_N(n)]T。s1(t，n)，s2(t，n)，...，sM(t，n)是M個窄波束發(fā)射的擴(kuò)頻信號，其擴(kuò)頻碼相互正交，Wk(n)＝[w1(n)，w2(n)，...，wN(n)]是對sk(t，n)(k＝1～M)的加權(quán)，矩陣W為W(n)＝[W1T(n)，W2T(n)，...，WMT(n)]T。對各個通道接收信號分別以s*k(t，n)，k＝1～M為參考信號進(jìn)行相參積累，可以得到向量V(n)＝[v1(n)，v2(n)，...，vM(n)]T。由于理論上向量V等于矩陣W與向量R的乘積，所以R等于矩陣W的廣義逆矩陣乘以V得到的值。用這種方法求出R之后，將R中的各個分量Rt_i(n)除以Ct_i(n)就得到ht_i(n)，取ht_i(n)中的某個值為ht_ref(n)，T-CCUI為n+1的發(fā)射校正周期的幅相校正系數(shù)Ct_i(n+1)為ht_ref(n)除以ht_i(n)得到的值。其中ht_ref(n)的取法和公式(5)中hr_ref(n)的取法相同(見公式(5)后關(guān)于hr_ref(n)取法的說明)。
由于這種方法是假設(shè)沒有延時通道之間沒有延時誤差的，可以設(shè)置T-CCUI為n+1的發(fā)射校正周期的延時校正系數(shù)Tt_i(n+1)為0。
在這種校正方法中，如果波束權(quán)值是不斷更新的，則每次相參積累的周期必須和波束權(quán)值更新的周期相一致。如果波束權(quán)值是固定的，即選擇了波束權(quán)值固定的波束，則相參積累的時間長度就不受此限制。由于公式(25)中用到了Ct_i(n)，所以在系統(tǒng)復(fù)位時要對其進(jìn)行初始化。注意Ct_i(n)初始化值的幅度不能太小，尤其不能為0。正確的方法如將Ct_i(n)(i＝1～N)初始化為1。如果要進(jìn)行通道響應(yīng)的補(bǔ)償，可以在公式(25)或公式(26)中進(jìn)行。另外，在公式(25)之后，公式(26)之前，可能會將ht_i(n)進(jìn)行某種形式的平滑處理。例如α濾波。在波束切換頻率比較大，波束權(quán)值駐留時間短，一次積累長度不夠的情況下，必須使用某種形式的平滑處理進(jìn)一步進(jìn)行積累。
出于增加無線通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性考慮，該校正系統(tǒng)可以用注入式的發(fā)射校正方法作為輔助方法，即在基站上電初始化和用戶數(shù)比較少時使用注入式的發(fā)射校正方法，而在用戶數(shù)比較多的情況使用發(fā)射校正方法1或發(fā)射校正方法2。
如果要在發(fā)射校正方法2的基礎(chǔ)上增加注入式發(fā)射校正的輔助功能，硬件上必須增加的條件為(1)參考信號部分要讓發(fā)射參考信號部分兼容注入式發(fā)射校正功能；(2)測試信號部分要在下行基帶信號進(jìn)入發(fā)射機(jī)之前，增加發(fā)射測試信號的注入部分。
從圖9中看到，發(fā)射通道和接收通道的校正過程是相同的。下面以接收通道為例，用數(shù)學(xué)式子對其功能進(jìn)行說明。假設(shè)各個接收通道的延時校正系數(shù)為Ti(單位為樣點(diǎn))，幅相校正系數(shù)為Ci，接收校正部分的輸入信號為xi(n)(時間單位為樣點(diǎn))，接收校正部分的輸出信號為yi(n)(時間單位為樣點(diǎn))，則yi(n)＝Ci*xi(n-Ti)， (25)這里n是以樣點(diǎn)為單位的時間參數(shù)，一個接收或發(fā)射校正期內(nèi)一般包含許多個樣點(diǎn)。
下面說明接收對消信號的產(chǎn)生和對消過程。假設(shè)R-CCUI＝n的延時調(diào)整系數(shù)為Tcancel，幅相調(diào)整系數(shù)為Ccancel，其計(jì)算方法見(12)、(13)式。假設(shè)原始對消信號模塊的輸出信號為scancel_0(n)，對消信號產(chǎn)生器的輸出信號為scancel_1(n)。這里Tcancel和Ccancel沒有帶時間參數(shù)n，是為了避免和scancel_0(n)和scancel_1(n)中的時間參數(shù)n相混淆。Tcancel(n)和Ccancel(n)中的n表示對消周期，即校正周期，而scancel_0(n)和scancel_1(n)中的n是以樣點(diǎn)為單位的時間參數(shù)。對消信號產(chǎn)生過程可表示為scancel_1(n)＝-Ccancel*scancel_0(n-Tcancel)， (26)然后與通道中的測試信號進(jìn)行對消的過程就是簡單地將scancel_1(n)和校正模塊輸出的接收通道信號相加。
本發(fā)明提供的裝置及方法，在上行校正處理過程中，即由用戶到基站的校正處理過程中，對接收通道的測試信號進(jìn)行了對消處理，將測試信號對業(yè)務(wù)信號的影響降低到最低，從而提高了上行物理鏈路的性能；在下行校正處理過程中，即由基站到用戶的校正處理過程中，沒有使用注入式的測試信號，而是使用下行業(yè)務(wù)作為測試信號，完全消除了注入式的測試信號對業(yè)務(wù)信號的影響，從而提高了下行物理鏈路的性能，取得了很好的效果。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無線通信系統(tǒng)收發(fā)通道的校正裝置，該裝置包括校正模塊、耦合器、功分/合路器、校正接收機(jī)、校正發(fā)射機(jī)、校正同步模塊和接收通道測試信號發(fā)生器，其特征在于，該裝置還包括接收通道對消信號產(chǎn)生器，復(fù)數(shù)加法器，校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊，其中，接收通道對消信號產(chǎn)生器，用于接收校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊發(fā)送的N路接收通道對消系數(shù)，在校正同步模塊產(chǎn)生的同步控制信號控制下根據(jù)N路接收通道對消系數(shù)產(chǎn)生N路對消信號對應(yīng)發(fā)送給N個復(fù)數(shù)加法器；N個復(fù)數(shù)加法器，在接收從校正模塊發(fā)送來的N路校正后的接收通道信號的同時，注入N路接收通道對消信號，發(fā)送對消后的N路校正后的接收通道信號給基帶處理模塊；校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊，用于接收校正接收機(jī)發(fā)送來的N路發(fā)射通道信號或接收N路接收通道信號，根據(jù)N路發(fā)射通道信號產(chǎn)生N路發(fā)射校正系數(shù)或根據(jù)N路接收通道信號產(chǎn)生N路接收通道對消系數(shù)和N路接收校正系數(shù)，將接收通道對消系數(shù)發(fā)送給接收通道對消信號產(chǎn)生器，將N路發(fā)射校正系數(shù)和N路接收校正系數(shù)發(fā)送給校正模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊接收N路接收通道信號為接收校正模塊發(fā)送來的N路校正后的接收通道信號或接收接收機(jī)發(fā)送來的N路校正前的接收通道信號。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的接收通道對消信號產(chǎn)生器包括原始信號對消模塊、延時調(diào)整模塊、復(fù)數(shù)乘法器、對消信號幅相調(diào)整寄存器和對消信號延時調(diào)整寄存器，其中，對消信號幅相調(diào)整寄存器，接收N路接收通道對消系數(shù)，輸出幅相調(diào)整量；對消信號延時調(diào)整寄存器，接收N路接收通道對消系數(shù)，輸出延時調(diào)整量；原始信號對消模塊，在校正同步模塊的控制下產(chǎn)生N路原始對消信號，發(fā)送給延時調(diào)整模塊；延時調(diào)整模塊，接收N路原始對消信號，在延時調(diào)整量的控制下發(fā)送N路延時調(diào)整好的對消信號給復(fù)數(shù)乘法器；復(fù)數(shù)乘法器，接收N路延時調(diào)整好的對消信號，與幅相調(diào)整量進(jìn)行乘法操作，發(fā)送幅相和延時都調(diào)整好的N路對消信號至N路接收通道。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊包括時序控制/參數(shù)寄存器、2N路通道校正參考信號產(chǎn)生模塊、2N路復(fù)數(shù)乘法器、2N路累加模塊和CPU或DSP模塊，其中，時序控制/參數(shù)寄存器，根據(jù)CPU或DSP模塊所寫的參數(shù)和校正同步模塊的同步控制信號發(fā)出時序控制信號和累加長度控制信號；2N路通道校正參考信號產(chǎn)生模塊，在時序控制信號的控制下產(chǎn)生2N路校正參考信號；2N路復(fù)數(shù)乘法器，接收N路接收通道信號和N路發(fā)射通道信號，分別與2N路校正參考信號進(jìn)行相乘，將2N路相乘的結(jié)果對應(yīng)發(fā)送到2N路累加模塊；2N路累加模塊，將2N路相乘的結(jié)果在累加長度控制信號的控制下分別進(jìn)行累加后發(fā)送到CPU或DSP模塊；CPU或DSP模塊，給時序控制/參數(shù)寄存器寫入?yún)?shù)和根據(jù)接收2N路累加結(jié)果，輸出N路接收校正系數(shù)、N路接收通道對消系數(shù)和輸出N路發(fā)射校正系數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊包括時序控制/參數(shù)寄存器、N路通道校正參考信號產(chǎn)生模塊、N路復(fù)數(shù)乘法器、N路累加模塊、CPU或DSP模塊和多路選擇模塊，其中，時序控制/參數(shù)寄存器，根據(jù)CPU或DSP模塊所寫的參數(shù)和校正同步模塊的同步控制信號發(fā)出時序控制信號和累加長度控制信號；N路通道校正參考信號產(chǎn)生模塊，在時序控制信號的控制下產(chǎn)生N路校正參考信號；多路選擇模塊，并行接收N路接收通道信號和N路發(fā)射通道信號，在CPU或DSP模塊控制下輸出N路接收通道信號或N路發(fā)射通道信號；N路復(fù)數(shù)乘法器，串行接收N路接收通道信號和N路發(fā)射通道信號，分別與N路校正參考信號進(jìn)行相乘，將N路相乘的結(jié)果發(fā)送到N路累加模塊；N路累加模塊，將N路相乘的結(jié)果在累加長度控制信號的控制下分別進(jìn)行累加后發(fā)送到CPU或DSP模塊；CPU或DSP模塊，輸出N路發(fā)射校正系數(shù)給時序控制/參數(shù)寄存器寫入?yún)?shù)和根據(jù)接收N路累加結(jié)果，串行輸出N路接收校正系數(shù)、N路接收通道對消系數(shù)和輸出N路發(fā)射校正系數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊包括時序控制/參數(shù)寄存器、一通道校正參考信號產(chǎn)生模塊、一復(fù)數(shù)乘法器、一累加模塊、CPU或DSP模塊和多路選擇模塊，其中，時序控制/參數(shù)寄存器，根據(jù)CPU或DSP模塊所寫的參數(shù)和校正同步模塊的同步控制信號發(fā)出時序控制信號和累加長度控制信號；一通道校正參考信號產(chǎn)生模塊，在時序控制信號的控制下產(chǎn)生校正參考信號；多路選擇模塊，并行接收N路接收通道信號和N路發(fā)射通道信號，在CPU或DSP模塊控制下串行輸出N路串行的接收通道信號或發(fā)射通道信號；一復(fù)數(shù)乘法器，接收N路串行的接收通道信號和N路串行的發(fā)射通道信號，分別與校正參考信號進(jìn)行相乘，將相乘的結(jié)果發(fā)送到一累加模塊；一累加模塊，接收相乘的結(jié)果，將相乘的結(jié)果在累加長度控制信號的控制下進(jìn)行累加后發(fā)送到CPU或DSP模塊；CPU或DSP模塊，給時序控制/參數(shù)寄存器寫入?yún)?shù)和根據(jù)接收累加結(jié)果，輸出N路接收校正系數(shù)、N路接收通道對消系數(shù)和輸出N路發(fā)射校正系數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述的校正模塊還包括N路接收通道延時校正模塊、N路發(fā)射通道延時校正模塊、N個接收通道復(fù)數(shù)乘法器、N個發(fā)射通道復(fù)數(shù)乘法器、發(fā)射通道延時校正系數(shù)寄存器、發(fā)射通道幅相校正寄存器、接收通道幅相校正系數(shù)寄存器和接收通道延時校正系數(shù)寄存器，其中發(fā)射通道延時校正系數(shù)寄存器，用于接收N路發(fā)射校正系數(shù)，發(fā)送N路發(fā)射通道延時校正系數(shù)給N路發(fā)射通道延時校正模塊；發(fā)射通道幅相校正系數(shù)寄存器，用于接收N路發(fā)射校正系數(shù)，發(fā)送N路發(fā)射通道幅相校正系數(shù)給N路發(fā)射通道復(fù)數(shù)乘法器；N路發(fā)射通道延時校正模塊，用于接收N路發(fā)射通道信號，根據(jù)N路發(fā)射通道延時校正系數(shù)進(jìn)行校正并且發(fā)送N路延時校正好的發(fā)射通道信號給N路復(fù)數(shù)乘法器；N路發(fā)射通道復(fù)數(shù)乘法器，用于接收N路延時校正好的發(fā)射通道信號，根據(jù)N路發(fā)射通道幅相校正系數(shù)進(jìn)行校正并且發(fā)送N路幅相和延時都校正好的發(fā)射通道信號；接收通道延時校正系數(shù)寄存器，用于接收N路接收校正系數(shù)，發(fā)送N路接收通道延時校正系數(shù)給N路接收通道延時校正模塊；接收通道幅相校正系數(shù)寄存器，用于接收N路接收校正系數(shù)，發(fā)送N路接收通道幅相校正系數(shù)給N路接收通道復(fù)數(shù)乘法器；N路接收通道延時校正模塊，用于接收N路接收通道信號，根據(jù)N路接收通道延時校正系數(shù)進(jìn)行校正并且發(fā)送N路延時校正好的接收通道信號給N路復(fù)數(shù)乘法器；N路接收通道復(fù)數(shù)乘法器，用于接收N路延時校正好的接收通道信號，根據(jù)N路接收通道幅相校正系數(shù)進(jìn)行校正并且發(fā)送N路幅相和延時都校正好的接收通道信號。
8.一種利用權(quán)利要求1的裝置無線通信系統(tǒng)收發(fā)通道的校正方法，其特征在于，該方法包括將測試信號注入到接收通道中與接收通道的業(yè)務(wù)信號合并為接收通道信號，得到接收通道的響應(yīng)，根據(jù)對該接收通道的響應(yīng)進(jìn)行相參積累，輸出接收校正系數(shù)和接收通道的對消系數(shù)，用接收校正系數(shù)對接收通道的信號進(jìn)行校正，用接收通道的對消系數(shù)對接收通道的信號進(jìn)行對消，去除接收通道信號中的測試信號；用無線通信系統(tǒng)中基站所發(fā)射的下行信號作為發(fā)射通道的測試信號，得到發(fā)射通道的響應(yīng)，根據(jù)對該發(fā)射通道的響應(yīng)進(jìn)行相參積累，輸出發(fā)射校正系數(shù)，用發(fā)射校正系數(shù)對發(fā)射通道的信號進(jìn)行校正。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的接收校正系數(shù)包括接收延時校正系數(shù)和接收幅相校正系數(shù)；所述的接收通道對消系數(shù)包括接收通道對消延時調(diào)整系數(shù)和接收通道對消幅相調(diào)整系數(shù)。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的輸出接收校正系數(shù)，用接收校正系數(shù)對接收通道的信號進(jìn)行校正進(jìn)一步包括根據(jù)接收延時校正系數(shù)對接收通道信號進(jìn)行延時校正后，再乘以發(fā)射幅相校正系數(shù)得到校正后的接收通道信號。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的去除接收通道信號中的測試信號進(jìn)一步包括A1、校正系數(shù)/對消系數(shù)提取模塊給接收通道對消信號產(chǎn)生器模塊配置對消延時調(diào)整系數(shù)和對消幅相調(diào)整系數(shù)；A2、在接收通道對消信號產(chǎn)生器模塊中，根據(jù)該對消延時調(diào)整系數(shù)對原始對消信號進(jìn)行延時后，再乘以負(fù)的該對消幅相調(diào)整系數(shù)得到調(diào)整后的接收通道對消信號；A3、由N路復(fù)數(shù)加法器將接收通道信號和接收通道對消信號相加，得到對消后的接收通道信號。
12.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的發(fā)射校正系數(shù)為發(fā)射延時校正系數(shù)和發(fā)射幅相校正系數(shù)。
13.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的輸出發(fā)射校正系數(shù)，用發(fā)射校正系數(shù)對發(fā)射通道的信號進(jìn)行校正進(jìn)一步包括根據(jù)發(fā)射延時校正系數(shù)對發(fā)射通道信號進(jìn)行延時校正后，再乘以發(fā)射幅相校正系數(shù)得到校正后的發(fā)射通道信號。
14.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的輸出發(fā)射校正系數(shù)進(jìn)一步包括B11、將無線通信系統(tǒng)中基站進(jìn)行全小區(qū)發(fā)射的下行公共信道信號作為發(fā)射通道的測試信號；B12、設(shè)發(fā)射校正系數(shù)變更標(biāo)號(T-CCUI)為n的發(fā)射校正周期中出現(xiàn)相關(guān)峰時發(fā)射參考信號相對于基帶處理模塊輸出的作為發(fā)射測試信號的下行信號的延時為τt_i(n)，T-CCUI為n的發(fā)射校正周期里得到的相關(guān)峰為Rt_i(n)，完成T-CCUI為n的發(fā)射校正周期的相參積累中使用的延時校正系數(shù)為Tt_i(n)，幅相校正系數(shù)為Ct_i(n)；B13、將τt_i(n)減去Tt_i(n)得到τactual_t_i(n)，取τactual_t_i(n)中的最大值作為τt_max(n)，T-CCUI為n+1的發(fā)射校正周期的延時校正系數(shù)Tt_i(n+1)為τt_max(n)減去τactual_t_i(n)的值；B14、將Rt_i(n)除以Ct_i(n)得到ht_i(n)，取ht_i(n)，i＝1～N中的某個值為ht_ref(n)，T-CCUI為n+1的發(fā)射校正周期的幅相校正系數(shù)Ct_i(n+1)為ht_ref(n)除以ht_i(n)得到的值。
15.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的輸出發(fā)射校正系數(shù)進(jìn)一步包括B21、將無線通信系統(tǒng)中基站進(jìn)行全小區(qū)發(fā)射的下行多波束發(fā)射信號作為發(fā)射通道的測試信號；B22、發(fā)射通道的響應(yīng)向量H為H(n)＝[ht_1(n)，ht_2(n)，...，ht_N(n)]T，幅相校正向量C為C(n)＝[Ct_1(n)，Ct_2(n)，...，Ct_N(n)]T，經(jīng)過校正后的N個發(fā)射通道測試信號的響應(yīng)向量R為R(n)＝[Rt_1(n)，Rt_2(n)，...，Rt_N(n)]T＝[Ct_1(n)ht_1(n)，Ct_2(n)ht_2(n)，...，Ct_N(n)ht_N(n)]T，s1(t，n)，s2(t，n)，...，sM(t，n)是M個窄波束發(fā)射的擴(kuò)頻信號，其擴(kuò)頻碼相互正交，Wk(n)＝[w1(n)，w2(n)，...，wN(n)]是對sk(t，n)(k＝1～M)的加權(quán)，矩陣W為W(n)＝[W1T(n)，W2T(n)，...，WMT(n)]T；對各個通道接收信號分別以s*k(t，n)，k＝1～M為參考信號進(jìn)行相參積累，可以得到向量V(n)＝[v1(n)，v2(n)，...，vM(n)]T；B23、R等于矩陣W的廣義逆矩陣乘以V得到的值，將R中的各個分量Rt_i(n)除以Ct_i(n)就得到ht_i(n)，取ht_i(n)中的某個值為ht_ref(n)，T-CCUI為n+1的發(fā)射校正周期的幅相校正系數(shù)Ct_i(n+1)為ht_ref(n)除以ht_i(n)得到的值；B24、設(shè)T-CCUI為n+1的發(fā)射校正周期的延時校正系數(shù)Tt_i(n+1)為0。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，步驟B21所述的下行多波束發(fā)射信號為非全小區(qū)發(fā)送的下行公共信號，或者為無線通信系統(tǒng)中多個用戶的波束發(fā)射信號。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無線通信系統(tǒng)收發(fā)通道的校正裝置及方法，本發(fā)明提供的裝置，不僅在接收校正環(huán)路上增加了接收通道對消系數(shù)產(chǎn)生器，用來消除接收校正環(huán)路中的注入式測試信號對系統(tǒng)的影響，而且在發(fā)射校正環(huán)路上，去除了發(fā)射通道測試信號產(chǎn)生器，用來消除發(fā)射校正環(huán)路中的注入式測試信號對系統(tǒng)的影響。本發(fā)明提供的方法，在接收校正環(huán)路上使用了對消的方法，從而消除接收通道測試信號對業(yè)務(wù)信號的干擾；在發(fā)射校正環(huán)路上使用基站原有的下行信號作為發(fā)射通道的測試信號，取消了注入發(fā)射通道的測試信號，從而消除了發(fā)射通道測試信號對業(yè)務(wù)信號的干擾。因此，本發(fā)明提供的裝置及方法，提高了校正系統(tǒng)的性能。
文檔編號H04L25/03GK1571534SQ0314959
公開日2005年1月26日 申請日期2003年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月17日
發(fā)明者葉四清, 張勁林 申請人:華為技術(shù)有限公司