專(zhuān)利名稱(chēng)：一種tdd無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)智能天線(xiàn)陣校準(zhǔn)的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實(shí)現(xiàn)TDD(時(shí)分雙工)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)校準(zhǔn)的方法及裝置，尤其涉及一種TD-SCDMA及PHS無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)智能天線(xiàn)陣的校準(zhǔn)技術(shù)，用于對(duì)TDD無(wú)線(xiàn)通信基站系統(tǒng)收發(fā)通道的幅度及相位特性進(jìn)行校準(zhǔn)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，在無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)域中，智能天線(xiàn)技術(shù)已經(jīng)成為移動(dòng)通信領(lǐng)域最具吸引力的技術(shù)之一。智能天線(xiàn)采用空分多址技術(shù)，利用信號(hào)在傳輸方向上的差別，將同頻率或同時(shí)隙、同碼道的信號(hào)區(qū)分開(kāi)來(lái)，最大限度地利用有限的信道資源。與無(wú)方向性天線(xiàn)相比較，其上、下行鏈路的天線(xiàn)增益大大提高，降低了發(fā)射功率電平，提高了信噪比，有效地克服了信道傳輸衰落的影響。同時(shí)，由于天線(xiàn)波瓣直接指向用戶(hù)，減小了與本小區(qū)內(nèi)其它用戶(hù)之間，以及與相鄰小區(qū)用戶(hù)之間的干擾，而且也減少了移動(dòng)通信信道的多徑效應(yīng)。智能天線(xiàn)技術(shù)在本質(zhì)上是利用多個(gè)通道單元空間的正交性，即空分多址復(fù)用功能，來(lái)提高系統(tǒng)的容量和頻譜利用率。為了使智能天線(xiàn)能準(zhǔn)確地合成接收及發(fā)射波束，必須要知道組成此智能天線(xiàn)陣的各陣元、各信道電纜及收發(fā)通道之間的差別，即射頻信號(hào)通過(guò)各通道鏈路后的幅度與相位變化差。所以，要使用智能天線(xiàn)技術(shù)，就必須知道通道間的幅度及相位變化特性，這就引入了校準(zhǔn)的概念。
智能天線(xiàn)通道的校準(zhǔn)是無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)智能天線(xiàn)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。由于射頻通道中所用的器件種類(lèi)很多，而各通道所選用的器件之間又存在一定的不一致性，多個(gè)特性不一致的器件串在一起造成了通道之間的幅度及相位變化差異。而此變化差異對(duì)溫度、使用頻率及外部環(huán)境比較敏感，所以要求智能天線(xiàn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)應(yīng)能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行。
最初的智能天線(xiàn)校準(zhǔn)技術(shù)主要是采用直接測(cè)量法。即利用儀表對(duì)每個(gè)射頻通道分別進(jìn)行測(cè)量，獲取其幅度及相位變化特性，從而得到該系統(tǒng)的一組校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。該方法涉及到的測(cè)量包括各通道收發(fā)信機(jī)、射頻饋線(xiàn)、天線(xiàn)陣等通道組成元素，所有的測(cè)量都必須在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，過(guò)程比較繁雜。且此方法不能進(jìn)行實(shí)時(shí)校準(zhǔn)，校準(zhǔn)精度也不夠精確。但此校準(zhǔn)方法可以獲取各通道正常狀態(tài)下通道間的幅度機(jī)相位差異，在現(xiàn)有方案中得到的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)一般用于離線(xiàn)校準(zhǔn)。
發(fā)展后的技術(shù)對(duì)無(wú)線(xiàn)通信基站系統(tǒng)的智能天線(xiàn)收發(fā)通道進(jìn)行校準(zhǔn)，主要是采用在智能天線(xiàn)陣中央放置一根校準(zhǔn)天線(xiàn)的方式，通過(guò)由校準(zhǔn)天線(xiàn)發(fā)、收(對(duì)應(yīng)于基站射頻通道收、發(fā))校準(zhǔn)信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)基站收、發(fā)通道的幅度及相位的校準(zhǔn)。但該方式在實(shí)際使用中受到以下因素的限制1、方式要求校準(zhǔn)天線(xiàn)與正常收發(fā)天線(xiàn)之間的信號(hào)傳輸路徑要嚴(yán)格一致。但在實(shí)際安裝當(dāng)中，天線(xiàn)安裝環(huán)境不一樣，智能天線(xiàn)受周?chē)ㄖ锏挠绊懚剐?zhǔn)天線(xiàn)與天線(xiàn)陣列各陣元之間傳輸信號(hào)的幅度和相位特性也就不一致，從而影響智能天線(xiàn)系統(tǒng)性能。
2、位于智能天線(xiàn)陣中心位置處的校準(zhǔn)天線(xiàn)會(huì)對(duì)其周?chē)渌炀€(xiàn)單元的輻射造成一定影響。
3、該方式只能用于圓環(huán)陣智能天線(xiàn)系統(tǒng)，對(duì)于線(xiàn)陣智能天線(xiàn)系統(tǒng)，由于校準(zhǔn)天線(xiàn)與天線(xiàn)陣列各陣元之間不是對(duì)稱(chēng)放置而無(wú)法應(yīng)用。
申請(qǐng)?zhí)枮?1120547.4的中國(guó)專(zhuān)利，利用圖示分別描述了該中心校準(zhǔn)天線(xiàn)方式在無(wú)遮擋物環(huán)境及有遮擋物環(huán)境中校準(zhǔn)天線(xiàn)的信號(hào)傳播路徑，指出該方式必將影響系統(tǒng)的校準(zhǔn)精度。同時(shí)，該專(zhuān)利申請(qǐng)還公開(kāi)了一種智能天線(xiàn)陣的耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，包括N(≥2)個(gè)完全相同的天線(xiàn)單元和制作在一印刷電路板上的N個(gè)微帶定向耦合器以及功率分路/合成器。如圖1所示，耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)采用1:2的功率分路/合路器，包括8個(gè)天線(xiàn)單元21、8個(gè)微帶定向耦合器22、7個(gè)功率分路/合路器23、8個(gè)與天線(xiàn)單元的接口24、8個(gè)與基站系統(tǒng)的8個(gè)收發(fā)信機(jī)連接的射頻收發(fā)接口25和1個(gè)與基站系統(tǒng)連接的射頻校準(zhǔn)接口26。各天線(xiàn)單元21分別通過(guò)各自的接口24與對(duì)應(yīng)的微帶定向耦合器22連接，各微帶定向耦合器22分別通過(guò)各自的射頻收發(fā)接口25與基站系統(tǒng)連接，實(shí)現(xiàn)各天線(xiàn)單元與基站系統(tǒng)收發(fā)信機(jī)的耦合連接，同時(shí)經(jīng)7個(gè)功率分路/合路器23連接至射頻校準(zhǔn)接口26，通過(guò)射頻校準(zhǔn)接口26與基站系統(tǒng)連接。耦合校準(zhǔn)時(shí)，發(fā)射機(jī)通過(guò)射頻收發(fā)接口送出的已知功率信號(hào)經(jīng)微帶定向耦合器耦合及功率合成后，由射頻校準(zhǔn)接口輸入發(fā)射機(jī)進(jìn)行發(fā)射校準(zhǔn)處理；基站通過(guò)射頻校準(zhǔn)接口送出的已知功率信號(hào)經(jīng)功率分配及微帶定向耦合器耦合后，由射頻收發(fā)接口輸入接收機(jī)進(jìn)行接收校準(zhǔn)處理。該方案可以在一定程度上提高校準(zhǔn)精度，但由于所述方案將N個(gè)微帶定向耦合器及功率分路/合成器制作在一印刷電路板上，使智能天線(xiàn)陣元數(shù)量受到限制，實(shí)際使用中配置不夠靈活。
中國(guó)專(zhuān)利99111350.0公開(kāi)了一種用于實(shí)時(shí)校準(zhǔn)智能天線(xiàn)陣的方法和裝置。該專(zhuān)利申請(qǐng)中所建議的耦合結(jié)構(gòu)的技術(shù)方案有二種一種是使用一個(gè)在幾何結(jié)構(gòu)上對(duì)稱(chēng)的、處于陣列天線(xiàn)中心的信標(biāo)天線(xiàn)來(lái)對(duì)智能天線(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)；另一種是使用一個(gè)耦合器與功分器組成的無(wú)源網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)耦合結(jié)構(gòu)對(duì)智能天線(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是設(shè)計(jì)一種用于TDD無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)智能天線(xiàn)陣的耦合校準(zhǔn)裝置及耦合校準(zhǔn)方法，該技術(shù)方案能很好地解決工程實(shí)踐中校準(zhǔn)精度受安裝環(huán)境及安裝經(jīng)驗(yàn)影響的問(wèn)題，并且方法操作簡(jiǎn)便。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為一種TDD無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)智能天線(xiàn)陣校準(zhǔn)裝置，包括N個(gè)天線(xiàn)陣元、N個(gè)濾波耦合器、至少一個(gè)功率分路/合路器；所述的N個(gè)濾波耦合器分別與所述N個(gè)天線(xiàn)陣元一一對(duì)應(yīng)連接，以及通過(guò)射頻電纜與N個(gè)基站射頻通道一一對(duì)應(yīng)連接；所述功率分路/合路器的合路端通過(guò)射頻電纜連接基站校準(zhǔn)信號(hào)單元的校準(zhǔn)端，其分路端分別通過(guò)射頻電纜連接所述N個(gè)濾波耦合器的耦合端；其中N為大于或等于2的正整數(shù)。
所述的天線(xiàn)陣校準(zhǔn)裝置，其中所述的N個(gè)濾波耦合器是由定向耦合器集成在系統(tǒng)所需要的腔體濾波器中構(gòu)成；所述N個(gè)濾波耦合器的耦合值可以為任何有效值。
所述的天線(xiàn)陣校準(zhǔn)裝置，其中所述的濾波耦合器包括與所述天線(xiàn)陣元相連接的天線(xiàn)端、與所述基站射頻通道相連的基站端、與所述功率分路/合路器相連的耦合端、內(nèi)部前向耦合器、內(nèi)部反向耦合器以及用于信號(hào)隔離的環(huán)形器；當(dāng)校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)經(jīng)由所述耦合端輸入時(shí)，所述校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)經(jīng)過(guò)所述環(huán)形器進(jìn)入所述內(nèi)部反向耦合器，并經(jīng)所述反向耦合器耦合在所述基站接口輸出；當(dāng)校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)經(jīng)所述基站接口輸入時(shí)，所述校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)經(jīng)所述前向耦合器耦合至所述環(huán)形器，并經(jīng)所述耦合端輸出。
所述的天線(xiàn)陣校準(zhǔn)裝置，其中所述的天線(xiàn)陣元可以是圓環(huán)陣或線(xiàn)陣智能天線(xiàn)陣陣元。
所述的天線(xiàn)陣校準(zhǔn)裝置，其中所述的圓環(huán)陣可以是圓形、橢圓形、規(guī)則或不規(guī)則的多邊形；所述的線(xiàn)陣陣元間隔可以是等間隔或不等間隔。
所述的天線(xiàn)陣校準(zhǔn)裝置，其中所述的功率分路/合路器可以是單個(gè)1:N功率分路/合路器，也可以是由多個(gè)小于N路的分路/合路器連接而成的1:N功率分路/合路器。
一種TDD無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)智能天線(xiàn)陣校準(zhǔn)方法，所述方法包括以下步驟A、N個(gè)智能天線(xiàn)陣元對(duì)應(yīng)設(shè)置N個(gè)完全相同的濾波耦合器和與N個(gè)濾波耦合器相連接的至少一個(gè)功率分路/合路器；B、將所述N個(gè)濾波耦合器的天線(xiàn)端分別與所述N個(gè)智能天線(xiàn)陣元相連接，其基站端則通過(guò)射頻電纜分別與N個(gè)基站射頻通道相連接；將校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)接入所述功率分路/合路器的合路端，所述功率分路/合路器的分路端通過(guò)射頻電纜分別連接對(duì)應(yīng)的所述N個(gè)濾波耦合器的耦合端；C、由基站輸出校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)，經(jīng)所述合路端輸入所述功率分路/合路器，再由所述功率分路/合路器把所述校準(zhǔn)信號(hào)分成N路后經(jīng)所述耦合端分別輸入所述N個(gè)濾波耦合器，經(jīng)所述濾波耦合器的校準(zhǔn)信號(hào)從濾波耦合器的基站端輸出，通過(guò)射頻電纜傳輸至對(duì)應(yīng)的基站接收通道，由基站接收通道處理接收到的校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)，完成對(duì)上行接收通道的校準(zhǔn)；D、由基站的N個(gè)發(fā)信通道分別發(fā)送所述校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的所述濾波耦合器的基站端，并經(jīng)其耦合端輸出到所述功率分路/合路器進(jìn)行功率合成，再經(jīng)過(guò)功率分路/合路器的合路端輸入所述基站接收通道，所述基站接收通道分別處理來(lái)自基站N個(gè)發(fā)信通道的校準(zhǔn)信號(hào)，完成對(duì)下行發(fā)信通道的校準(zhǔn)。
所述的校準(zhǔn)方法，其中所述的步驟C和步驟D，其順序可以互換。
所述的校準(zhǔn)方法，其中步驟C所述的由基站接收通道處理接收到的校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)，包括如下處理N個(gè)基站收信機(jī)把接收到的N個(gè)通道的信號(hào)統(tǒng)一送往基站信號(hào)處理單元，基站信號(hào)處理單元將N個(gè)通道的信號(hào)特性和校準(zhǔn)信號(hào)處理單元發(fā)射的校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行比較。
所述的校準(zhǔn)方法，其中步驟D所述的基站接收通道分別處理來(lái)自基站N個(gè)發(fā)信通道的校準(zhǔn)信號(hào)，包括如下處理把來(lái)自功率分路/合路器合路端的校準(zhǔn)信號(hào)送到校準(zhǔn)信號(hào)處理單元，校準(zhǔn)信號(hào)處理單元分別處理N個(gè)通道的校準(zhǔn)信號(hào)，并與基站信號(hào)處理單元所發(fā)送的校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行比較。
本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明采用的技術(shù)方案與專(zhuān)利99111350.0公開(kāi)的使用一個(gè)在幾何結(jié)構(gòu)上對(duì)稱(chēng)的、處于陣列天線(xiàn)中心的信標(biāo)天線(xiàn)來(lái)對(duì)智能天線(xiàn)系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的原理截然不同。本發(fā)明技術(shù)方案，由于校準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)功率分路/合路器把信號(hào)分路后直接接入濾波耦合器，濾波耦合器的耦合作用是通過(guò)濾波耦合器內(nèi)的定向耦合器實(shí)現(xiàn)的，信號(hào)完全經(jīng)過(guò)有線(xiàn)傳輸，且濾波耦合器具有隔離和濾波作用，因此，將校準(zhǔn)信號(hào)及其產(chǎn)生的諧波信號(hào)對(duì)系統(tǒng)及外部空間的影響將到了最低，同時(shí)也保證了外部環(huán)境不對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行干擾。其次，由于校準(zhǔn)信號(hào)完全通過(guò)有線(xiàn)傳輸，各通道之間的幅相不一致性可以定量確定，不因外部環(huán)境影響而改變，此不一致性數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)在系統(tǒng)的EEPROM中作校準(zhǔn)而用?；谝陨霞夹g(shù)方案，系統(tǒng)消除了環(huán)境對(duì)校準(zhǔn)過(guò)程的影響，增加了校準(zhǔn)精度，同時(shí)校準(zhǔn)信號(hào)對(duì)系統(tǒng)外產(chǎn)生的輻射也降低了很多。同時(shí)，本發(fā)明充分利用了濾波器和耦合器的特性，把定向耦合器集成在系統(tǒng)所需要的腔體濾波器中，形成一個(gè)具有濾波和耦合功能的濾波耦合器。由于采用了此濾波耦合器，在實(shí)現(xiàn)對(duì)TDD無(wú)線(xiàn)通信基站系統(tǒng)收發(fā)通道的幅度及相位的校準(zhǔn)的過(guò)程中，濾波耦合器除了實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)信號(hào)的耦合功能外，還濾除了周?chē)鞣N雜散信號(hào)。
相對(duì)于中國(guó)專(zhuān)利01120547.4公開(kāi)的智能天線(xiàn)陣的耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為智能天線(xiàn)的陣元數(shù)量可以靈活配置，即濾波耦合器的數(shù)量根據(jù)系統(tǒng)配置的通道數(shù)目而定，而不用根據(jù)系統(tǒng)不同配置設(shè)計(jì)多個(gè)不同的耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，本發(fā)明不會(huì)對(duì)智能天線(xiàn)的形式產(chǎn)生影響。
總之，本發(fā)明簡(jiǎn)單、實(shí)用、操作方便，可以減少工程人員的操作步驟，并且，節(jié)省空間。


圖1為中國(guó)專(zhuān)利01120547.4所公開(kāi)的一種無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)智能天線(xiàn)陣的耦合校準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施電路原理圖。
圖2為使用本發(fā)明方法及裝置的TDD無(wú)線(xiàn)通信基站的結(jié)構(gòu)原理框圖。
圖3為本發(fā)明濾波耦合器的一個(gè)實(shí)施電路原理圖。
圖4為濾波耦合器實(shí)施電路對(duì)上行接收通道進(jìn)行校準(zhǔn)的工作原理示意圖。
圖5為濾波耦合器實(shí)施電路對(duì)下行發(fā)信通道進(jìn)行校準(zhǔn)的工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明參見(jiàn)圖2，圖中示出一種使用本發(fā)明方法及裝置的具有智能天線(xiàn)校準(zhǔn)功能的TDD移動(dòng)通信系統(tǒng)的基站結(jié)構(gòu)。此基站結(jié)構(gòu)主要包括N個(gè)相同的智能天線(xiàn)陣元11、N個(gè)相同的濾波耦合器12、N個(gè)基站收發(fā)信機(jī)13、一個(gè)或多個(gè)功率分路/合路器14、一根用于傳送校準(zhǔn)信號(hào)的射頻電纜15、N條相同的用于傳送收發(fā)信機(jī)信號(hào)的射頻電纜16、一個(gè)基站信號(hào)處理單元17和一個(gè)校準(zhǔn)信號(hào)處理單元18。其中。所述的N為大于或等于2的正整數(shù)。各天線(xiàn)陣元11分別通過(guò)濾波耦合器12及射頻電纜16與對(duì)應(yīng)的基站收發(fā)信機(jī)13相連；用于傳送校準(zhǔn)信號(hào)的射頻電纜15一端通過(guò)功率分路/合路器與濾波耦合器的耦合口相連，另一端連接校準(zhǔn)信號(hào)處理單元18；基站信號(hào)處理單元17處理的是基站收發(fā)信機(jī)13接收或發(fā)射的數(shù)據(jù)；基站信號(hào)處理單元18與校準(zhǔn)信號(hào)處理單元17之間進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)基站收發(fā)各通道之間的校準(zhǔn)功能。
本發(fā)明中的N個(gè)濾波耦合器是由定向耦合器集成在系統(tǒng)所需要的腔體濾波器中構(gòu)成，具有濾波和耦合的雙重功能。圖3所示為本發(fā)明濾波耦合器的一個(gè)實(shí)施電路。包括與智能天線(xiàn)陣元相連接的天線(xiàn)端口31、與基站收發(fā)信機(jī)相連的基站接口32、與功率分路/合路器相連的耦合端口33、內(nèi)部前向耦合器34、內(nèi)部反向耦合器35以及用于信號(hào)隔離的環(huán)形器36。其中所述的內(nèi)部前向耦合器34和反向耦合器35可以是任何可實(shí)現(xiàn)的耦合方式；所述的用于信號(hào)隔離的環(huán)形器可以是任何可實(shí)現(xiàn)信號(hào)隔離功能的隔離結(jié)構(gòu)。濾波耦合器除了實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)信號(hào)的耦合功能外，還完成對(duì)各種雜散信號(hào)的濾波功能。由圖3可見(jiàn)，當(dāng)校準(zhǔn)信號(hào)由耦合口33輸入時(shí)，信號(hào)經(jīng)過(guò)環(huán)形器36進(jìn)入內(nèi)部反向耦合器35，經(jīng)反向耦合器35耦合在基站接口32輸出；由于環(huán)形器36的隔離作用，校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)入前向耦合器34的功率很小，因而由天線(xiàn)端口31輸出的功率也很小，從而保證了上行校準(zhǔn)信號(hào)在天線(xiàn)端輸出對(duì)周?chē)h(huán)境造成的影響很微弱。
圖4示意了采用圖3所示的濾波耦合器時(shí)對(duì)基站上行接收通道進(jìn)行校準(zhǔn)的工作原理及方法?；拘?zhǔn)信號(hào)處理單元18產(chǎn)生并發(fā)射一個(gè)已知功率的射頻信號(hào)，該校準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)校準(zhǔn)射頻信號(hào)電纜15輸入到功率分路/合路器14，此時(shí)的功率分路/合路器起到的是功率分路功能。由功率分路/合路器14輸出的N路校準(zhǔn)信號(hào)分別由N個(gè)濾波耦合器的耦合接口33注入濾波耦合器12，校準(zhǔn)信號(hào)在環(huán)形器36的作用下經(jīng)反向耦合器35的耦合由濾波耦合器的基站接口32輸出，經(jīng)收發(fā)信機(jī)射頻電纜16送到基站收發(fā)信機(jī)13中的收信機(jī)對(duì)校準(zhǔn)進(jìn)行接收，N個(gè)基站收發(fā)信機(jī)把接收到的信號(hào)統(tǒng)一送往基站信號(hào)處理單元17，基站信號(hào)處理單元把N個(gè)通道的信號(hào)特性和校準(zhǔn)信號(hào)處理單元18中的發(fā)射校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，從而完成對(duì)基站上行接收通道的校準(zhǔn)工作。
圖5示意了采用圖3所示的濾波耦合器時(shí)對(duì)基站下行發(fā)信通道進(jìn)行校準(zhǔn)的工作原理及方法。N個(gè)基站收發(fā)信機(jī)13中的發(fā)信機(jī)分時(shí)把基站信號(hào)處理單元17中的相同下行校準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)射頻電纜16送往濾波耦合器12的基站端口32，經(jīng)濾波耦合器濾波，再由前向耦合器34把校準(zhǔn)信號(hào)耦合到環(huán)形器36，校準(zhǔn)信號(hào)然后經(jīng)濾波耦合器的耦合端口33接入功率分路/合路器14，最后由校準(zhǔn)射頻電纜15把校準(zhǔn)信號(hào)送到校準(zhǔn)信號(hào)處理單元18。校準(zhǔn)信號(hào)處理單元分時(shí)處理N個(gè)通道的校準(zhǔn)信號(hào)，并與基站信號(hào)處理單元所發(fā)送的校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行比較，從而完成對(duì)基站下行發(fā)信通道的校準(zhǔn)工作。
在實(shí)際應(yīng)用中，所述的天線(xiàn)陣元可以是圓環(huán)陣或線(xiàn)陣智能天線(xiàn)陣陣元；所述的圓環(huán)陣可以是圓形、橢圓形、規(guī)則或不規(guī)則的多邊形；所述的線(xiàn)陣陣元間隔可以是等間隔或不等間隔。并且，所述的功率分路/合路器可以是單個(gè)1:N功率分路/合路器，也可以是由多個(gè)小于N路的分路/合路器連接而成的1:N功率分路/合路器。以及，濾波耦合器器耦合值可以為任何有效值。因此設(shè)置可以靈活多樣。
本發(fā)明所述的方法和裝置，雖是針對(duì)TDD無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)提出的，但對(duì)于FDD無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)，濾波耦合器經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的改變同樣可以應(yīng)用。在實(shí)際工作流程中可以互換順序。
可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種TDD無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)智能天線(xiàn)陣校準(zhǔn)裝置，包括N個(gè)天線(xiàn)陣元、N個(gè)濾波耦合器、至少一個(gè)功率分路/合路器；其特征在于所述的N個(gè)濾波耦合器分別與所述N個(gè)天線(xiàn)陣元一一對(duì)應(yīng)連接，以及通過(guò)射頻電纜與N個(gè)基站射頻通道一一對(duì)應(yīng)連接；所述功率分路/合路器的合路端通過(guò)射頻電纜連接基站校準(zhǔn)信號(hào)單元的校準(zhǔn)端，其分路端分別通過(guò)射頻電纜連接所述N個(gè)濾波耦合器的耦合端；其中N為大于或等于2的正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線(xiàn)陣校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的N個(gè)濾波耦合器是由定向耦合器集成在系統(tǒng)所需要的腔體濾波器中構(gòu)成；所述N個(gè)濾波耦合器的耦合值可以為任何有效值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線(xiàn)陣校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的濾波耦合器包括與所述天線(xiàn)陣元相連接的天線(xiàn)端、與所述基站射頻通道相連的基站端、與所述功率分路/合路器相連的耦合端、內(nèi)部前向耦合器、內(nèi)部反向耦合器以及用于信號(hào)隔離的環(huán)形器；當(dāng)校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)經(jīng)由所述耦合端輸入時(shí)，所述校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)經(jīng)過(guò)所述環(huán)形器進(jìn)入所述內(nèi)部反向耦合器，并經(jīng)所述反向耦合器耦合在所述基站接口輸出；當(dāng)校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)經(jīng)所述基站接口輸入時(shí)，所述校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)經(jīng)所述前向耦合器耦合至所述環(huán)形器，并經(jīng)所述耦合端輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一權(quán)項(xiàng)所述的天線(xiàn)陣校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的天線(xiàn)陣元可以是圓環(huán)陣或線(xiàn)陣智能天線(xiàn)陣陣元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天線(xiàn)陣校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的圓環(huán)陣可以是圓形、橢圓形、規(guī)則或不規(guī)則的多邊形；所述的線(xiàn)陣陣元間隔可以是等間隔或不等間隔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線(xiàn)陣校準(zhǔn)裝置，其特征在于所述的功率分路/合路器可以是單個(gè)1∶N功率分路/合路器，也可以是由多個(gè)小于N路的分路/合路器連接而成的1∶N功率分路/合路器。
7.一種TDD無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)智能天線(xiàn)陣校準(zhǔn)方法，其特征在于所述方法包括以下步驟A、為N個(gè)智能天線(xiàn)陣元對(duì)應(yīng)設(shè)置N個(gè)完全相同的濾波耦合器和與N個(gè)濾波耦合器相連接的至少一個(gè)功率分路/合路器；B、將所述N個(gè)濾波耦合器的天線(xiàn)端分別與所述N個(gè)智能天線(xiàn)陣元相連接，其基站端則通過(guò)射頻電纜分別與N個(gè)基站射頻通道相連接；將校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)接入所述功率分路/合路器的合路端，所述功率分路/合路器的分路端通過(guò)射頻電纜分別連接對(duì)應(yīng)的所述N個(gè)濾波耦合器的耦合端；C、由基站輸出校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)，經(jīng)所述合路端輸入所述功率分路/合路器，再由所述功率分路/合路器把所述校準(zhǔn)信號(hào)分成N路后經(jīng)所述耦合端分別輸入所述N個(gè)濾波耦合器，經(jīng)所述濾波耦合器的校準(zhǔn)信號(hào)從濾波耦合器的基站端輸出，通過(guò)射頻電纜傳輸至對(duì)應(yīng)的基站接收通道，由基站接收通道處理接收到的校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)，完成對(duì)上行接收通道的校準(zhǔn)；D、由基站的N個(gè)發(fā)信通道分別發(fā)送所述校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的所述濾波耦合器的基站端，并經(jīng)其耦合端輸出到所述功率分路/合路器進(jìn)行功率合成，再經(jīng)過(guò)功率分路/合路器的合路端輸入所述基站接收通道，所述基站接收通道分別處理來(lái)自基站N個(gè)發(fā)信通道的校準(zhǔn)信號(hào)，完成對(duì)下行發(fā)信通道的校準(zhǔn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于所述的步驟C和步驟D，其順序可以互換。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于步驟C所述的由基站接收通道處理接收到的校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)，包括如下處理N個(gè)基站收信機(jī)把接收到的N個(gè)通道的信號(hào)統(tǒng)一送往基站信號(hào)處理單元，基站信號(hào)處理單元將N個(gè)通道的信號(hào)特性和校準(zhǔn)信號(hào)處理單元發(fā)射的校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行比較。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的校準(zhǔn)方法，其特征在于步驟D所述的基站接收通道分別處理來(lái)自基站N個(gè)發(fā)信通道的校準(zhǔn)信號(hào)，包括如下處理把來(lái)自功率分路/合路器合路端的校準(zhǔn)信號(hào)送到校準(zhǔn)信號(hào)處理單元，校準(zhǔn)信號(hào)處理單元分別處理N個(gè)通道的校準(zhǔn)信號(hào)，并與基站信號(hào)處理單元所發(fā)送的校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)進(jìn)行比較。
全文摘要
一種TDD無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)智能天線(xiàn)陣校準(zhǔn)裝置，包括N個(gè)天線(xiàn)陣元、N個(gè)濾波耦合器、至少一個(gè)功率分路/合路器；N個(gè)濾波耦合器分別與N個(gè)天線(xiàn)陣元及N個(gè)基站射頻通道對(duì)應(yīng)連接；功率分路/合路器的合路端連接基站校準(zhǔn)信號(hào)單元的校準(zhǔn)端，其分路端分別連接N個(gè)濾波耦合器的耦合端。校準(zhǔn)時(shí)，由基站輸出校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)，經(jīng)由功率分路/合路器分成N路輸入N個(gè)濾波耦合器后，傳輸至對(duì)應(yīng)的基站接收通道，由基站接收通道處理接收到的校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)；由基站的N個(gè)發(fā)信通道分別發(fā)送校準(zhǔn)信標(biāo)信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的濾波耦合器，再經(jīng)功率分路/合路器輸入至基站接收通道，由基站接收通道處理來(lái)自N個(gè)發(fā)信通道的校準(zhǔn)信號(hào)。解決了校準(zhǔn)過(guò)程受環(huán)境影響的問(wèn)題，增加了校準(zhǔn)精度。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK1595831SQ20041002802
公開(kāi)日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月8日
發(fā)明者王長(zhǎng)明, 李景毅, 張鴻, 華海寧 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司