專利名稱:天線校準方法和基帶裝置的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及無線通信領域,尤其涉及一種天線校準方法和基帶裝置。
背景技術:
智能天線系統(tǒng)由于其具有提高小區(qū)覆蓋范圍,抑制信號干擾等優(yōu)點,已經(jīng)在時分同步石馬分多址(Time Division Synchronized Code Division Multiple Access,TD-SCDMA)、時分長期演進(TD-SCDMA Long Term Evolution,TD-LTE)等移動通信系統(tǒng)中廣泛使用。天線校準(antenna calibration, AC)是基站工作在智能天線模式下必須實現(xiàn)的操作,它的作用是消除多個通道間的不一致性(包括幅度和相位),以達到以下目的:使基站的賦形結果接近理想結果實現(xiàn)智能天線增益;保證時分雙工(Time Division Duplex, TDD)系統(tǒng)上下行信道的互逆性;實現(xiàn)空間分集。圖1示意了通道間不一致是如何補償?shù)摹C功能分為發(fā)送通道校準、接收通道校準、校準系數(shù)補償。發(fā)送通道校準如圖2所示,從工作支路C點發(fā)出校準信號,經(jīng)過耦合盤耦合到校準口 A,再從校準通道收回基帶裝置(Base Band Unit,BBU)處理。BBU的基帶板根據(jù)收回的校準信號計算各通道的信道估計值,把獲得的信道估計值取倒數(shù)即為各通道的補償系數(shù)。目前的校準算法對工作路徑上發(fā)送的校準信號是沒有做任何處理的。在TD-SCDMA系統(tǒng)中,由于系統(tǒng)帶寬較窄,發(fā)送通道容易做到線性平坦,所以采用時域校準的方式,各工作路徑中的校準信號是時域碼分信號。在TD-LTE系統(tǒng)中,系統(tǒng)帶寬較寬,發(fā)送通道不易做到線性平坦,所以需要對各天線的每個子載波信道差異進行校準,校準信號是頻域信號。在校準耦合信號區(qū)分各工作天線信道方面,有頻域區(qū)分、碼域區(qū)分兩個方向。碼域區(qū)分由于檢測信噪比低于頻域區(qū)分,所以碼域區(qū)分就不再考慮了。舉一個頻域區(qū)分的例子:系統(tǒng)帶寬是20MHz、100個物力資源塊(Physical Resource Block, PRB),則把1200個子載波平均分配給8個工作路徑,分配方式見圖3。從校準通道收到的校準信號,按各通道的頻域資源位置計算各通道的信道估計值,再對信道估計值進行插值則得出各通道的所有子載波的信道估計值。這是目前TD-LTE發(fā)送通道校準常采用的方法。可以看到各通道的校準信號是在頻域分布的。綜上,目前的校準算法缺點如下:第一,由于TD-LTE系統(tǒng)中的發(fā)送通道校準需要校準所有子載波,就導致整個頻域被校準序列占有,這樣會帶來很大的信號峰均比。為了給發(fā)送通道預留峰均比,只能降低各通道的校準信號發(fā)射功率,進而降低了校準耦合信號的檢測信噪比。而在做發(fā)送通道校準時,為了提高信道估計的可靠性,往往需要發(fā)送較大功率的校準信號(尤其是存在外部干擾信號時)。通常為了獲得小的峰均比,會使用ZC序列作為校準信號。例如把一個完整的1200點ZC序列按圖3分配到各發(fā)送通道中,這樣在校準通道接收的耦合信號就是一個完整ZC序列。但由于各發(fā)送通道的幅相差異,會使得耦合后信號不再具備ZC序列的低峰均比特性,而且由于相位差異的隨機性也會讓峰均比大小呈現(xiàn)隨機性,最大峰均比時可達到IldB以上。第二,TD-LTE系統(tǒng)中的天線校準在時域上,各發(fā)送通道的校準信號在校準通道按隨機相位疊加,峰均比較高且無法預知。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種天線校準方法和基帶裝置,用于提高天線校準的準確度。
一種天線校準方法,該方法包括:生成待發(fā)送的校準信號;在當前校準周期內(nèi)執(zhí)行至少兩次校準過程,每次校準過程包括:根據(jù)相位補償系數(shù)對所述校準信號進行通道差異補償,若本次校準過程為第一次校準過程,則所述相位補償系數(shù)為I或上一個校準周期內(nèi)得到的相位補償系數(shù),若本次校準過程不為第一次校準過程,則所述相位補償系數(shù)為上一次校準過程得到的相位補償系數(shù);將通道差異補償后的校準信號從各發(fā)送通道發(fā)出;從校準通道接收到校準信號后,根據(jù)該校準信號進行信道估計,根據(jù)信道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù);根據(jù)該校準通道補償系數(shù)得到本次校準過程的相位補償系數(shù);根據(jù)最后一次校準過程中得到的相位補償系數(shù)進行信號校準。一種基帶裝置BBU,該BBU包括:生成單元,用于生成待發(fā)送的校準信號;校準單元,用于在當前校準周期內(nèi)執(zhí)行至少兩次校準過程,每次校準過程包括:根據(jù)相位補償系數(shù)對所述校準信號進行通道差異補償,若本次校準過程為第一次校準過程,則所述相位補償系數(shù)為I或上一個校準周期內(nèi)得到的相位補償系數(shù),若本次校準過程不為第一次校準過程,則所述相位補償系數(shù)為上一次校準過程得到的相位補償系數(shù);將通道差異補償后的校準信號從各發(fā)送通道發(fā)出;從校準通道接收到校準信號后,根據(jù)該校準信號進行信道估計,根據(jù)信道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù);根據(jù)該校準通道補償系數(shù)得到本次校準過程的相位補償系數(shù);應用單元,用于根據(jù)最后一次校準過程中得到的相位補償系數(shù)進行信號校準。本發(fā)明實施例提供的方案中,在生成待發(fā)送的校準信號后,在當前校準周期內(nèi)執(zhí)行至少兩次校準過程,在每次校準過程中,需要首先根據(jù)相位補償系數(shù)對校準信號進行通道差異補償,再通過發(fā)送通道發(fā)送校準信號,其中若本次校準過程為第一次校準過程,則相位補償系數(shù)為I或上一個校準周期內(nèi)得到的相位補償系數(shù),若本次校準過程不為第一次校準過程,則相位補償系數(shù)為上一次校準過程得到的相位補償系數(shù)。由于預先對發(fā)送通道待發(fā)送的校準信號進行了通道差異補償,各發(fā)送通道的差異補償基本一致后,校準通道收到的耦合信號就是一個真實完整的信號,峰均比會降低很多,峰均比降低就意味著后續(xù)可以提高校準信號的發(fā)送功率,也就意味著信道估計結果的準確度會提高,進而提高最終的校準結果的準確度。
圖1為現(xiàn)有技術中的通道不一致性的補償示意圖;圖2為現(xiàn)有技術中的發(fā)送通道校準結構示意圖3為現(xiàn)有技術中的TD-LTE各發(fā)送通道發(fā)送的校準信號頻域占用示意圖;圖4為本發(fā)明實施例提供的方法流程示意圖;圖5A為本發(fā)明實施例一流程示意圖;圖5B為本發(fā)明實施例二的流程示意圖;圖6為本發(fā)明實施例提供的BBU結構示意圖。
具體實施例方式為了提高天線校準的準確性,本發(fā)明實施例提供一種天線校準方法。參見圖4,本發(fā)明實施例提供的天線校準方法,包括以下步驟:步驟40:生成待發(fā)送的校準信號;步驟41:在當前校準周期內(nèi)執(zhí)行至少兩次校準過程,每次校準過程包括:根據(jù)相位補償系數(shù)對該校準信號進行通道差異補償,若本次校準過程為第一次校準過程,則所述相位補償系數(shù)為I或上一個校準周期內(nèi)得到的相位補償系數(shù),該上一個校準周期內(nèi)得到的相位補償系數(shù)具體可以是上一個校準周期中任意一個校準過程得到的相位補償系數(shù),較優(yōu)的可以是上一個校準周期中最后一次校準過程得到的相位補償系數(shù),若本次校準過程不為第一次校準過程,則該相位補償系數(shù)為上一次校準過程得到的相位補償系數(shù);將通道差異補償后的校準信號從發(fā)送通道發(fā)出;從校準通道接收到校準信號后,根據(jù)該校準信號進行信道估計,根據(jù)信道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù);根據(jù)該校準通道補償系數(shù)得到本次校準過程的相位補償系數(shù);這里,校準周期內(nèi)執(zhí)行校準過程的次數(shù)可以預先設定,不同校準周期中校準過程的次數(shù)可以相同也可以不同。步驟42:根據(jù)最后一次校準過程中得到的相位補償系數(shù)進行信號校準。較佳的,當前校準周期內(nèi)第一次校準過程中校準信號的發(fā)送功率小于其他校準過程中校準信號的發(fā)送功率。比如第一次校準過程中校準信號的發(fā)送功率為P,則其他校準過程中校準信號的發(fā)送功率可以為P+8dB。因為第一次校準過程要預留11個dB的峰均比,經(jīng)過通道差異補償后峰均比降低到3個dB以內(nèi),所以可以提升8個dB的發(fā)送功率。具體的,步驟41中根據(jù)該校準通道補償系數(shù)得到本次校準過程的相位補償系數(shù),具體實現(xiàn)可以如下:若本次校準過程為第一次校準過程,則提取本次校準過程的校準通道補償系數(shù)的相位信息,得到本次校準過程的相位補償系數(shù);若本次校準過程不為第一次和最后一次校準過程,則根據(jù)本次校準過程的校準通道補償系數(shù)的相位信息和上一次校準過程得到的相位補償系數(shù),得到本次校準過程的相位補償系數(shù);若本次校準過程為最后一次校準過程,則根據(jù)本次校準過程的校準通道補償系數(shù)和上一次校準過程得到的相位補償系數(shù),得到本次校準過程的相位補償系數(shù)。具體的,根據(jù)從校準通道接收到的校準信號進行信道估計,根據(jù)信道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù),具體實現(xiàn)可以如下:對于相干帶寬內(nèi)的每個子載波,根據(jù)該校準信號在該子載波上的信號進行信道估計,得到該子載波對應的信道估計結果,根據(jù)該信道估計結果得到該子載波對應的校準通道補償系數(shù)。這里,根據(jù)該校準信號在該子載波上的信號進行信道估計,具體為:將從校準通道接收到的該子載波上的校準信號與對應發(fā)送通道發(fā)送的校準信號相除(具體是表示兩個校準信號的矢量相除,等效兩個矢量共軛相乘),得到該子載波對應的信道估計結果;這里,根據(jù)該信道估計結果得到該子載波對應的校準通道補償系數(shù),具體為:取該信道估計結果的倒數(shù),得到該子載波對應的校準通道補償系數(shù)。相干帶寬可以是整個系統(tǒng)帶寬。具體的,若本次校準過程為第一次校準過程,則提取本次校準過程的校準通道補償系數(shù)的相位信息,得到本次校準過程的相位補償系數(shù),具體實現(xiàn)可以如下:對于本次校準過程得到的每個子載波對應的校準通道補償系數(shù),提取該校準通道補償系數(shù)的相位信息,得到該子載波對應的相位補償系數(shù)。具體的,若本次校準過程不為第一次和最后一次校準過程,則根據(jù)本次校準過程的校準通道補償系數(shù)的相位信息和上一次校準過程得到的相位補償系數(shù),得到本次校準過程的相位補償系數(shù),具體實現(xiàn)可以如下:確定相干帶寬內(nèi)的每個子載波對應的校準通道補償系數(shù)的平均值,提取出該平均值的相位信息;對于上一次校準過程得到的每個子載波對應的相位補償系數(shù),將該相位補償系數(shù)與提取出的相位信息相乘,得到該子載波對應的相位補償系數(shù)。具體的,若本次校準過程為最后一次校準過程,則根據(jù)本次校準過程的校準通道補償系數(shù)和上一次校準過程得到的相位補償系數(shù),得到本次校準過程的相位補償系數(shù),具體實現(xiàn)可以如下:對于上一次校準過程得到的每個子載波對應的相位補償系數(shù),將該相位補償系數(shù)與本次校準過程得到的該子載波對應的校準通道補償系數(shù)相乘,得到該子載波對應的相位補償系數(shù)。進一步的,在根據(jù)該校準信號進行信道估計之后、且根據(jù)信道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù)之前,可以確定信噪比(SNR),根據(jù)SNR確定信道估計結果是否有效;在確定信道估計結果有效后,再根據(jù)信道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù)。若根據(jù)SNR確定信道估計結果無效,則執(zhí)行下一次校準過程。這里,根據(jù)SNR確定信道估計結果是否有效,具體可以為:判斷SNR是否大于預先設定的門限值(大于0的數(shù)值),若是,則確定信道估計結果有效,否則,確定信道估計結果無效。步驟40中生成待發(fā)送的校準信號后,需要將生成的校準信號分配到各發(fā)送通道上;在每次校準過程中:對于每個發(fā)送通道,根據(jù)相位補償系數(shù)對該發(fā)送通道的校準信號進行通道差異補償,若本次校準過程為第一次校準過程,則該相位補償系數(shù)為I或上一個校準周期內(nèi)得到的該發(fā)送通道的校準信號所在的各子載波對應的相位補償系數(shù),若本次校準過程不為第一次校準過程,則該相位補償系數(shù)為上一次校準過程得到的該發(fā)送通道的校準信號所在的各子載波對應的相位補償系數(shù)。這里,根據(jù)相位補償系數(shù)對該發(fā)送通道的校準信號進行通道差異補償,具體為:將該發(fā)送通道的校準信號與對應的相位補償系數(shù)相乘。下面結合具體實施例對本發(fā)明進行說明:實施例一:具體流程如圖5A所示:步驟1:BBU生成待發(fā)送的校準信號txCalSeq。步驟2:判斷本次校準過程是否為第一次校準過程,若是,則到步驟3,否則,到步驟4;
步驟3:根據(jù)相位補償系數(shù)對校準信號進行通道差異補償,即將校準信號與相位補償系數(shù)相乘:txCalSeq_equalize=txCalSeq.PhaseCoeff,相位補償系數(shù) PhaseCoeff=I或PhaseCoeff為上一個校準周期內(nèi)得到的相位補償系數(shù),并到步驟5 ;步驟4:根據(jù)相位補償系數(shù)對校準信號進行通道差異補償,即將校準信號與相位補償系數(shù)相乘,該相位補償系數(shù)為上一次校準過程得到的相位補償系數(shù);步驟5:從發(fā)送通道發(fā)出通道差異補償后的校準信號;第一次校準過程中校準信號的發(fā)送功率小于其他校準過程中校準信號的發(fā)送功率;步驟6:校準信號從發(fā)送通道發(fā)出后,經(jīng)過耦合盤和校準通道后到達BBU,BBU從校準通道接收到校準信號后,根據(jù)該校準信號進行信道估計,計算SNR,根據(jù)SNR判斷信道估計結果是否有效;若有效,則到步驟7,否則,到步驟4 ;
權利要求
1.一種天線校準方法,其特征在于,該方法包括: 生成待發(fā)送的校準信號; 在當前校準周期內(nèi)執(zhí)行至少兩次校準過程,每次校準過程包括:根據(jù)相位補償系數(shù)對所述校準信號進行通道差異補償,若本次校準過程為第一次校準過程,則所述相位補償系數(shù)為I或上一個校準周期內(nèi)得到的相位補償系數(shù),若本次校準過程不為第一次校準過程,則所述相位補償系數(shù)為上一次校準過程得到的相位補償系數(shù);將通道差異補償后的校準信號從發(fā)送通道發(fā)出;從校準通道接收到校準信號后,根據(jù)該校準信號進行信道估計,根據(jù)信道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù);根據(jù)該校準通道補償系數(shù)得到本次校準過程的相位補償系數(shù); 根據(jù)最后一次校準過程中得到的相位補償系數(shù)進行信號校準。
2.如權利要求1所述的方法,其特征在于,第一次校準過程中校準信號的發(fā)送功率小于其他校準過程中校準信號的發(fā)送功率。
3.如權利要求1所述的方法,其特征在于,所述根據(jù)該校準通道補償系數(shù)得到本次校準過程的相位補償系數(shù),具體包括: 若本次校準過程為第一次校準過程,則提取本次校準過程的校準通道補償系數(shù)的相位信息,得到本次校準過程的相位補償系數(shù);若本次校準過程不為第一次和最后一次校準過程,則根據(jù)本次校準過程的校準通道補償系數(shù)的相位信息和上一次校準過程得到的相位補償系數(shù),得到本次校準過程的相位補償系數(shù);若本次校準過程為最后一次校準過程,則根據(jù)本次校準過程的校準通道補償系數(shù)和上一次校準過程得到的相位補償系數(shù),得到本次校準過程的相位補償系數(shù)。
4.如權利要求3所述的方法,其特征在于,所述根據(jù)該校準信號進行信道估計,根據(jù)信道估計結果得到本次校 準過程的校準通道補償系數(shù),具體包括: 對于相干帶寬內(nèi)的每個子載波,根據(jù)該校準信號在該子載波上的信號進行信道估計,得到該子載波對應的信道估計結果,根據(jù)該信道估計結果得到該子載波對應的校準通道補償系數(shù)。
5.如權利要求4所述的方法,其特征在于,所述若本次校準過程為第一次校準過程,則提取本次校準過程的校準通道補償系數(shù)的相位信息,得到本次校準過程的相位補償系數(shù),具體包括: 對于本次校準過程得到的每個子載波對應的校準通道補償系數(shù),提取該校準通道補償系數(shù)的相位信息,得到該子載波對應的相位補償系數(shù)。
6.如權利要求4所述的方法,其特征在于,所述若本次校準過程不為第一次和最后一次校準過程,則根據(jù)本次校準過程的校準通道補償系數(shù)的相位信息和上一次校準過程得到的相位補償系數(shù),得到本次校準過程的相位補償系數(shù),具體包括: 確定相干帶寬內(nèi)的每個子載波對應的校準通道補償系數(shù)的平均值,提取出該平均值的相位信息; 對于上一次校準過程得到的每個子載波對應的相位補償系數(shù),將該相位補償系數(shù)與所述提取出的相位信息相乘,得到該子載波對應的相位補償系數(shù)。
7.如權利要求4所述的方法,其特征在于,所述若本次校準過程為最后一次校準過程,則根據(jù)本次校準過程的校準通道補償系數(shù)和上一次校準過程得到的相位補償系數(shù),得到本次校準過程的相位補償系數(shù),具體包括: 對于上一次校準過程得到的每個子載波對應的相位補償系數(shù),將該相位補償系數(shù)與本次校準過程得到的該子載波對應的校準通道補償系數(shù)相乘,得到該子載波對應的相位補償系數(shù)。
8.如權利要求1-7中任一所 述的方法,其特征在于,在根據(jù)該校準信號進行信道估計之后、且根據(jù)信道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù)之前,進一步包括: 確定信噪比SNR,根據(jù)SNR確定信道估計結果是否有效; 所述根據(jù)信道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù),具體包括: 在確定信道估計結果有效后,根據(jù)信道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù)。
9.一種基帶裝置BBU,其特征在于,該BBU包括: 生成單元,用于生成待發(fā)送的校準信號; 校準單元,用于在當前校準周期內(nèi)執(zhí)行至少兩次校準過程,每次校準過程包括:根據(jù)相位補償系數(shù)對所述校準信號進行通道差異補償,若本次校準過程為第一次校準過程,則所述相位補償系數(shù)為I或上一個校準周期內(nèi)得到的相位補償系數(shù),若本次校準過程不為第一次校準過程,則所述相位補償系數(shù)為上一次校準過程得到的相位補償系數(shù);將通道差異補償后的校準信號從發(fā)送通道發(fā)出;從校準通道接收到校準信號后,根據(jù)該校準信號進行信道估計,根據(jù)信道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù);根據(jù)該校準通道補償系數(shù)得到本次校準過程的相位補償系數(shù); 應用單元,用于根據(jù)最后一次校準過程中得到的相位補償系數(shù)進行信號校準。
10.如權利要求9所述的BBU,其特征在于,所述校準單元在第一次校準過程中發(fā)送校準信號時的發(fā)送功率小于其他校準過程中發(fā)送校準信號時的發(fā)送功率。
11.如權利要求9所述的BBU,其特征在于,所述校準單元用于:按照如下方法得到本次校準過程的相位補償系數(shù): 若本次校準過程為第一次校準過程,則提取本次校準過程的校準通道補償系數(shù)的相位信息,得到本次校準過程的相位補償系數(shù);若本次校準過程不為第一次和最后一次校準過程,則根據(jù)本次校準過程的校準通道補償系數(shù)的相位信息和上一次校準過程得到的相位補償系數(shù),得到本次校準過程的相位補償系數(shù);若本次校準過程為最后一次校準過程,則根據(jù)本次校準過程的校準通道補償系數(shù)和上一次校準過程得到的相位補償系數(shù),得到本次校準過程的相位補償系數(shù)。
12.如權利要求11所述的BBU,其特征在于,所述校準單元用于:按照如下方法根據(jù)該校準信號進行信道估計,根據(jù)信道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù): 對于相干帶寬內(nèi)的每個子載波,根據(jù)該校準信號在該子載波上的信號進行信道估計,得到該子載波對應的信道估計結果,根據(jù)該信道估計結果得到該子載波對應的校準通道補償系數(shù)。
13.如權利要求12所述的BBU,其特征在于,所述校準單元用于:在本次校準過程為第一次校準過程時,按照如下方法提取本次校準過程的校準通道補償系數(shù)的相位信息,得到本次校準過程的相位補償系數(shù): 對于本次校準過程得到的每個子載波對應的校準通道補償系數(shù),提取該校準通道補償系數(shù)的相位信息,得到該子載波對應的相位補償系數(shù)。
14.如權利要求12所述的BBU,其特征在于,所述校準單元用于:在本次校準過程不為第一次和最后一次校準過程時,按照如下方法根據(jù)本次校準過程的校準通道補償系數(shù)的相位信息和上一次校準過程得到的相位補償系數(shù),得到本次校準過程的相位補償系數(shù): 確定相干帶寬內(nèi)的每個子載波對應的校準通道補償系數(shù)的平均值,提取出該平均值的相位信息; 對于上一次校準過程得到的每個子載波對應的相位補償系數(shù),將該相位補償系數(shù)與所述提取出的相位信息相乘,得到該子載波對應的相位補償系數(shù)。
15.如權利要求12所述的BBU,其特征在于,所述校準單元用于:在本次校準過程為最后一次校準過程時,按照如下方法根據(jù)本次校準過程的校準通道補償系數(shù)和上一次校準過程得到的相位補償系數(shù),得到本次校準過程的相位補償系數(shù): 對于上一次校準過程得到的每個子載波對應的相位補償系數(shù),將該相位補償系數(shù)與本次校準過程得到的該子載波對應的校準通道補償系數(shù)相乘,得到該子載波對應的相位補償系數(shù)。
16.如權利要求9-15中任一所述的BBU,其特征在于,所述校準單元還用于: 在根據(jù)該校準信號進行信道估計之后、且根據(jù)信道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù)之前,確定信噪比SNR,根據(jù)SNR確定信道估計結果是否有效;在確定信道估計結果有效后,根據(jù)信 道估計結果得到本次校準過程的校準通道補償系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明實施例公開了一種天線校準方法和基帶裝置,涉及無線通信領域,用于提高天線校準的準確度。本發(fā)明實施例提供的方案中,在生成待發(fā)送的校準信號后,在當前校準周期內(nèi)執(zhí)行至少兩次校準過程,在每次校準過程中,需要首先根據(jù)相位補償系數(shù)對校準信號進行通道差異補償,再通過發(fā)送通道發(fā)送校準信號,從而降低了信號峰均比,可以提高最終的校準結果的準確度。
文檔編號H04B7/04GK103209010SQ20131006790
公開日2013年7月17日 申請日期2013年3月4日 優(yōu)先權日2013年3月4日
發(fā)明者李林 申請人:電信科學技術研究院