專(zhuān)利名稱(chēng)：一種智能天線的校準(zhǔn)方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種OFDM-TDD系統(tǒng)中智能天線的校準(zhǔn)方法、裝置及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
在正交頻分復(fù)用-時(shí)分雙工(OFDM-TDDOrthogonal Frequency DivisionMultiplexing-Time Division Duplex)系統(tǒng)中，為降低終端之間的同頻干擾，引進(jìn)了智能天線技術(shù)。所述智能天線技術(shù)利用各個(gè)終端上行信道的信道估計(jì)，估計(jì)出期望終端的到達(dá)方向(DOA，Direction Of Arrival)，根據(jù)該DOA在下行給各個(gè)天線附加適當(dāng)?shù)臋?quán)重因子使波束指向期望終端，從而達(dá)到提高期望終端接收信號(hào)功率，降低終端之間的同頻干擾。
然而，智能天線的使用有一個(gè)前提，即組成智能天線的各個(gè)天線陣元的電通道特性必須保持一致，這樣才能保證波束主瓣指向期望終端的同時(shí)有小的副瓣。這種使組成智能天線各陣元電通道特性保持一致的技術(shù)也稱(chēng)作智能天線校準(zhǔn)技術(shù)。
目前智能天線的校準(zhǔn)方法分時(shí)域校準(zhǔn)和頻域校準(zhǔn)兩種，其分別是在時(shí)域和頻域使各陣元電通道特性保持一致。結(jié)合OFDM系統(tǒng)的特點(diǎn)，現(xiàn)有在頻域校準(zhǔn)智能天線的方法主要是通過(guò)接收各個(gè)發(fā)射天線發(fā)射的頻域?qū)ьl序列，在接收端聯(lián)合估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線通路的頻域響應(yīng)，然后補(bǔ)償各個(gè)發(fā)射天線頻域響應(yīng)的差別，從而實(shí)現(xiàn)各個(gè)發(fā)射天線發(fā)射電通道的頻域校準(zhǔn)。然而，在發(fā)射校準(zhǔn)中，通常有N個(gè)發(fā)射通路(N為發(fā)射天線數(shù))，該N個(gè)發(fā)射通路發(fā)射的信號(hào)疊加后在校準(zhǔn)通路中接收，每一個(gè)發(fā)射通路的信號(hào)在校準(zhǔn)通路中都受到其他發(fā)射通路噪聲的影響，這樣在接收端相當(dāng)于降低了每一個(gè)發(fā)射通路導(dǎo)頻符號(hào)的接收信噪比。
此外，針對(duì)長(zhǎng)期演進(jìn)項(xiàng)目(LTE，Long Time Evolution)系統(tǒng)的時(shí)隙結(jié)構(gòu)，校準(zhǔn)在上下行導(dǎo)頻時(shí)隙的空閑時(shí)隙中進(jìn)行，由于下行導(dǎo)頻符號(hào)的回波，會(huì)對(duì)其后空閑時(shí)隙中的校準(zhǔn)信號(hào)進(jìn)行干擾，從而影響校準(zhǔn)效果。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種OFDM-TDD系統(tǒng)中智能天線的校準(zhǔn)方法、裝置及系統(tǒng)，能夠提高估計(jì)精度，減小運(yùn)算量，降低干擾，實(shí)現(xiàn)起來(lái)更加簡(jiǎn)單、靈活。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案如下 一種智能天線的校準(zhǔn)方法，包括 根據(jù)接收的導(dǎo)頻符號(hào)，估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)、及各個(gè)發(fā)射天線上的信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度； 利用所述信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度的最大值和各個(gè)發(fā)射天線上的頻率響應(yīng)，對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波位置進(jìn)行插值； 根據(jù)插值后的頻率響應(yīng)計(jì)算獲得各個(gè)發(fā)射天線的補(bǔ)償系數(shù)，該補(bǔ)償系數(shù)用于對(duì)各個(gè)發(fā)射天線進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償。
優(yōu)選的，按照頻分復(fù)用方式產(chǎn)生導(dǎo)頻符號(hào)。
優(yōu)選的，按照碼分復(fù)用方式產(chǎn)生導(dǎo)頻符號(hào)。
優(yōu)選的，還包括去除該導(dǎo)頻符號(hào)中的循環(huán)前綴。
優(yōu)選的，還包括對(duì)子載波的位置進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)選的，采用最小平方算法估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)。
優(yōu)選的，對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波頻點(diǎn)采用最小均方誤差算法插值。
此外，本發(fā)明提供一種智能天線的校準(zhǔn)裝置，包括 子載波頻率響應(yīng)估計(jì)單元，用于根據(jù)接收的導(dǎo)頻符號(hào)估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)； 信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度估計(jì)單元，用于估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上的信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度； 信道頻率響應(yīng)插值單元，用于利用所述信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度的最大值和各個(gè)發(fā)射天線上的頻率響應(yīng)，對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波位置進(jìn)行插值； 補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)插值后的頻率響應(yīng)計(jì)算各個(gè)發(fā)射天線的補(bǔ)償系數(shù)。
優(yōu)選的，所述子載波頻率響應(yīng)估計(jì)單元采用最小平方算法估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)。
優(yōu)選的，所述信道頻率響應(yīng)插值單元采用最小均方誤差算法對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波頻點(diǎn)進(jìn)行插值。
另外，本發(fā)明也提供一種智能天線的校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端，其中，所述接收端包括 子載波頻率響應(yīng)估計(jì)單元，用于根據(jù)接收的導(dǎo)頻符號(hào)估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)； 信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度估計(jì)單元，用于估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上的信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度； 信道頻率響應(yīng)插值單元，用于利用所述信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度的最大值和各個(gè)發(fā)射天線上的頻率響應(yīng)，對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波位置進(jìn)行插值； 補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)插值后的頻率響應(yīng)計(jì)算各個(gè)發(fā)射天線的補(bǔ)償系數(shù)。
優(yōu)選的，所述發(fā)射端包括導(dǎo)頻符號(hào)產(chǎn)生單元，用于按照FDM方式產(chǎn)生導(dǎo)頻符號(hào)。
優(yōu)選的，所述發(fā)射端包括導(dǎo)頻符號(hào)產(chǎn)生單元，用于按照CDM方式產(chǎn)生導(dǎo)頻符號(hào)。
優(yōu)選的，所述發(fā)射端還包括增加循環(huán)前綴單元，用于將導(dǎo)頻符號(hào)中增加循環(huán)前綴； 相應(yīng)的，所述接收端還包括去除循環(huán)前綴單元，用于將接收的導(dǎo)頻符號(hào)去除循環(huán)前綴。
優(yōu)選的，所述接收端還包括子載波位置調(diào)整單元，用于對(duì)子載波的位置進(jìn)行調(diào)整。
優(yōu)選的，所述子載波頻率響應(yīng)估計(jì)單元采用最小平方算法估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)。
優(yōu)選的，所述信道頻率響應(yīng)插值單元采用最小均方誤差算法對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波頻點(diǎn)進(jìn)行插值。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果 本發(fā)明提供一種OFDM系統(tǒng)中智能天線的校準(zhǔn)方案，關(guān)鍵點(diǎn)是用較少的時(shí)間準(zhǔn)確的估計(jì)出各個(gè)天線上的各個(gè)子載波的頻率響應(yīng)，同時(shí)將計(jì)算復(fù)雜度控制在一個(gè)可以接受的范圍內(nèi)。
本發(fā)明在頻域?qū)M成智能天線各陣元的電通道特性進(jìn)行估計(jì)，給出了導(dǎo)頻資源分配的CDM和FDM兩種方式。利用導(dǎo)頻的分配減少天線間的相互影響；在接收端用LS方法估計(jì)各個(gè)天線的信道響應(yīng)；用MMSE方法進(jìn)行各個(gè)子載波間的插值，同時(shí)進(jìn)一步的壓制噪聲。由于MMSE算法中插值矩陣的計(jì)算可以用FFT/IFFT實(shí)現(xiàn)，從而減少了運(yùn)算時(shí)間與運(yùn)算量。這樣，通過(guò)采用CDM(FDM)導(dǎo)頻分配方案、LS算法及MMSE插值算法，提高了估計(jì)的精度，減小了運(yùn)算量，且實(shí)現(xiàn)更加靈活簡(jiǎn)單。
在FDM方式中通過(guò)正交的導(dǎo)頻設(shè)計(jì)，使各個(gè)天線上的導(dǎo)頻在頻域正交，這樣在接收端相當(dāng)于各個(gè)天線上的頻率響應(yīng)估計(jì)在錯(cuò)開(kāi)的頻點(diǎn)進(jìn)行，從而通過(guò)不同頻點(diǎn)上的噪聲不會(huì)耦合的特性，避免了噪聲的耦合。
在CDM方式中通過(guò)頻域的相移因子實(shí)現(xiàn)時(shí)域的延遲，這樣各個(gè)天線的有效導(dǎo)頻實(shí)際上在時(shí)域是先后發(fā)送的，在每一個(gè)時(shí)間段只有一個(gè)發(fā)射天線進(jìn)行校準(zhǔn)，從而通過(guò)時(shí)分的特性也消除各個(gè)天線間噪聲的耦合。
在接收端信道插值時(shí)采用了MMSE算法，該算法考慮了噪聲的影響，通過(guò)選擇σ的值，來(lái)進(jìn)一步壓制噪聲。
此外，通過(guò)增加循環(huán)前綴來(lái)減小信道拖尾造成的干擾影響。利用選擇循環(huán)前綴的長(zhǎng)度來(lái)減少下行導(dǎo)頻回波對(duì)校準(zhǔn)導(dǎo)頻符號(hào)的影響，由于在實(shí)際測(cè)試中可以發(fā)現(xiàn)在空閑時(shí)隙的前部干擾是比較強(qiáng)的，而后部的干擾比較弱，因此循環(huán)前綴加的越長(zhǎng)，有效的校準(zhǔn)導(dǎo)頻符號(hào)越處于空閑時(shí)隙的后部，這樣通過(guò)合理的選擇循環(huán)前綴的長(zhǎng)度，可以使干擾只存在于循環(huán)前綴信號(hào)中，從而盡可能的降低干擾，從而提高校準(zhǔn)效果。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。



圖1是本發(fā)明智能天線校準(zhǔn)方法流程圖； 圖2是本發(fā)明FDM導(dǎo)頻分配示意圖； 圖3是本發(fā)明CDM導(dǎo)頻分配示意圖； 圖4是本發(fā)明智能天線校準(zhǔn)裝置框圖； 圖5是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)智能天線發(fā)射校準(zhǔn)的系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施例方式 本發(fā)明提出一種基于OFDM-TDD系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)特點(diǎn)，在頻域?qū)χ悄芴炀€進(jìn)行校準(zhǔn)，使組成智能天線的各個(gè)陣元的電通道特性在頻域上保持一致，其中包括振幅與相位的一致。智能天線的校準(zhǔn)分為發(fā)射校準(zhǔn)與接收校準(zhǔn)，發(fā)射校準(zhǔn)的原理是N根天線同時(shí)發(fā)，疊加后在1條接收校準(zhǔn)通路中接收；而接收校準(zhǔn)是校準(zhǔn)通路發(fā)校準(zhǔn)導(dǎo)頻符號(hào)，由N根天線同時(shí)接收，對(duì)其中的任一根天線來(lái)講，相當(dāng)于發(fā)射校準(zhǔn)中N＝1的情景，因此接收校準(zhǔn)可以看作是發(fā)射校準(zhǔn)的特例。下面以發(fā)射校準(zhǔn)為例予以詳細(xì)介紹。
首先，在發(fā)射端進(jìn)行導(dǎo)頻分配。
假設(shè)需要估計(jì)的子載波頻點(diǎn)數(shù)為Nea，實(shí)際估計(jì)的子載波頻點(diǎn)為Ner，剩余的沒(méi)有估計(jì)的子載波頻點(diǎn)的頻率響應(yīng)依靠步驟6的子載波間插值算法實(shí)現(xiàn)。
(1)對(duì)于頻分復(fù)用(FDM，F(xiàn)requency Division Multiplex)方式，Ner的選擇方法如下
將實(shí)際估計(jì)頻率響應(yīng)的Ner個(gè)子載波導(dǎo)頻在Ka個(gè)天線上均勻分配，分配的方式如圖2所示。
每一根天線上校準(zhǔn)的子載波數(shù)為Nant，則
(2)對(duì)于碼分復(fù)用(CDM，Code Division Multiplexing)方式，Nant的選擇方法如下
其中KI-1表示任意一根天線上兩個(gè)子載波之間插值的點(diǎn)數(shù)。
將實(shí)際估計(jì)頻率響應(yīng)的Nant個(gè)非零導(dǎo)頻子載波在Ka個(gè)天線上均勻分配，分配的方式如圖3所示。
然后，接收端收到導(dǎo)頻符號(hào)后對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)，如圖1所示，具體過(guò)程包括以下步驟 步驟1接收端根據(jù)接收的導(dǎo)頻符號(hào)，估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)。
(1)對(duì)于FDM方式 由Ri(k)，k＝1……Ner，得到各個(gè)發(fā)射天線的電通道頻率特性LS估計(jì)如下 (2)對(duì)于CDM方式 對(duì)其進(jìn)行快速傅氏反變換(IFFT，Inverse Fast Fourier Transfer)變換，得到 hLS(n)＝ifft(HLS，Nant)，n＝1……Nant 則 hLS，i(m)＝hLS(n)，n＝(i-1)□shift+m，m＝1……shift 求其FFT變換 HLS，i＝fft(hLS，i，Nant) 步驟2估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上的信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度。
(1)對(duì)于FDM方式 將得到的HLS，i(k)，k＝1……Ner進(jìn)行IFFT反變換得到 hLS，i(n)＝ifft(HLS，i，Ner)，n＝1……Ner 求其功率得到PLS，i(n)＝|hLS，i，(n)|2，n＝1……Ner，定一個(gè)功率門(mén)限PT，估計(jì)各個(gè)天線上的沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度為L(zhǎng)max，i＝max({n|PLS，i(n)＞PT})，定義 (2)對(duì)于CDM方式 由步驟1得到的hLD，i出發(fā)計(jì)算，下面的步驟與FDM方式相同。
步驟3利用所述的信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度的最大值和各個(gè)發(fā)射天線上的頻率響應(yīng)，對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波位置進(jìn)行插值。
(1)對(duì)于FDM方式 將HLS，i(k)在尾部補(bǔ)Nea-Ner個(gè)0，做矢量 做插值矩陣RI＝WHDW，其中
D＝diag{Nea/K0，…Nea/K0，0…0}，K0＝Lmax。
則插值后的各個(gè)天線的信道頻率響應(yīng)為 Hmmse，i＝RI(RI+RN，i)-1HLS，i 其中RN，i＝σ·I，

為單位矩陣，σ為一個(gè)小值，設(shè)為0.01即可。
(2)對(duì)于CDM方式 將步驟1得到的HLS，i進(jìn)行插0操作，在每?jī)蓚€(gè)值之間插入KI-1個(gè)0，得到的序列仍記為HLS，i。后續(xù)的操作與FDM方式的方法相同。
步驟4根據(jù)插值后的頻率響應(yīng)計(jì)算各個(gè)發(fā)射天線的補(bǔ)償系數(shù)，根據(jù)補(bǔ)償系數(shù)對(duì)各個(gè)發(fā)射天線進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償，以使各個(gè)發(fā)射通路的頻率響應(yīng)一致。
求各個(gè)發(fā)射天線通路的最大功率的平均值 其中‖x‖2表示求復(fù)數(shù)x的模的平方。
則每條鏈路上的補(bǔ)償系數(shù)為 用相應(yīng)的補(bǔ)償系數(shù)在基帶對(duì)發(fā)射和接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)天線發(fā)射校準(zhǔn)功能。
其中，還需要補(bǔ)充說(shuō)明以下幾點(diǎn) 1、作為本發(fā)明應(yīng)用的一個(gè)特定情況，即由于OFDM系統(tǒng)這種特定的調(diào)制方式，對(duì)導(dǎo)頻符號(hào)的調(diào)制、發(fā)射、解調(diào)過(guò)程說(shuō)明如下 (1)對(duì)于FDM方式，假設(shè)發(fā)射的導(dǎo)頻序列為Xi(k)k＝1……Ner，i＝1…Ka，那么發(fā)射的導(dǎo)頻調(diào)制信號(hào)為 xi(n)＝ifft(Xi，Ner)，n＝1……Ner，i＝1……Ka 對(duì)每一個(gè)xi信號(hào)加長(zhǎng)度為L(zhǎng)CP(Lcp≥Lmax，其中Lmax為各個(gè)天線信道沖擊響應(yīng)的最大長(zhǎng)度)的CP，得到 接收端收到的信號(hào)為 其中hi(m)表示每一根發(fā)射天線通道的信道沖擊響應(yīng)，n(m)表示高斯白噪聲。算子*表示卷積。
在接收端經(jīng)過(guò)去循環(huán)前綴(CP，Cylic Prefix)后得到的信號(hào)為 r(m)＝rcp(n)m＝1……Ner，n＝Lcp+1……Ner+Lcp 經(jīng)過(guò)快速傅氏變換(FFT，F(xiàn)ast Fourier Transform)變換到頻域得到的信號(hào)為 其中N(k)＝fft(n，Net)也是高斯白噪聲；Hi(k)是每一根發(fā)射天線通道的頻率響應(yīng)。
(2)對(duì)于CDM方式 根據(jù)圖3，可以看出各個(gè)天線上的導(dǎo)頻是完全重疊的，在頻域上會(huì)碰撞。為了避免碰撞，對(duì)不同天線上的導(dǎo)頻進(jìn)行相移，假設(shè)天線i上的導(dǎo)頻符號(hào)為 Xi(k)，k＝1……Nant， 注意Xi(k)中的元素構(gòu)成Zadoff_chu序列。
相移的方法如下 其中shift表示各個(gè)天線之間的相位偏移，假設(shè)各個(gè)天線電通道的沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度分別為則每一根天線上校準(zhǔn)的非零子載波數(shù)為Nant，且Nant＞Ka·shift。
那么，每一根天線上發(fā)射的調(diào)制信號(hào)為 xi(n)＝ifft(Xi，phase，Nant)，n＝1……Nant，i＝1……Ka 對(duì)每一個(gè)xi信號(hào)加長(zhǎng)度為L(zhǎng)cp的CP(shift≤Lcp≤Nant)，得到 接收端收到的信號(hào)為 其中hi(m)表示每一根發(fā)射天線通道的信道沖擊響應(yīng)，n(m)表示高斯白噪聲。算子*表示卷積。在接收端經(jīng)過(guò)去CP后得到的信號(hào)為 r(m)＝rcp(n)m＝1……Nant，n＝Lcp+1……Nant+Lcp 經(jīng)過(guò)FFT變換到頻域得到的信號(hào)為 2、上述步驟3和4之間還可以增加去頻譜0點(diǎn)的步驟，即 求每一個(gè)子載波上的功率Pi(k)＝|Hmmse，i(k)|2，k＝1……Nea，i＝1……Ka，設(shè)定一個(gè)功率門(mén)限PT0，認(rèn)為Hmmse，i(k)＝0，if{k|Pi(k)＜PT0}。并且將其標(biāo)為不可用頻點(diǎn)。
該步驟是為了消除頻譜0點(diǎn)，因?yàn)轭l譜的0點(diǎn)是不可用點(diǎn)，這在實(shí)際的正常的天線發(fā)射通路中是比較少遇到的，只是一個(gè)偶然因素的考慮，來(lái)更完善該算法。
3、如果發(fā)射端發(fā)送的導(dǎo)頻符號(hào)是按照FDM方式產(chǎn)生的，則接收端還包括對(duì)子載波的位置進(jìn)行調(diào)整的步驟，具體如下 由于在發(fā)射端的導(dǎo)頻分配中，將子載波在各個(gè)天線之間分配，使各個(gè)天線所要估計(jì)的頻率響應(yīng)在頻域上相互正交。在接收端要對(duì)子載波的位置進(jìn)行重排，以獲得各個(gè)天線輸出的頻率響應(yīng)。
調(diào)整的方法如下
式中的編號(hào)表示調(diào)整前后的接收數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的位置。箭頭右邊的每一列表示一個(gè)發(fā)射天線通道的導(dǎo)頻符號(hào)輸出，我們記為Ri(k)，k＝1……Ner。
如圖4所示，為本發(fā)明校準(zhǔn)裝置框圖。該裝置位于接收端，包括子載波頻率響應(yīng)估計(jì)單元41、信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度估計(jì)單元42、信道頻率響應(yīng)插值單元43、補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算單元44。
接收端接收的導(dǎo)頻符號(hào)通過(guò)子載波頻率響應(yīng)估計(jì)單元41利用LS算法估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)；并由信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度估計(jì)單元42估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上的信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度；再通過(guò)信道頻率響應(yīng)插值單元43將估計(jì)信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度的最大值，利用各個(gè)發(fā)射天線上估計(jì)子載波頻點(diǎn)的頻率響應(yīng)，利用MMSE算法對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波頻點(diǎn)進(jìn)行插值；最后由補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算單元44根據(jù)插值后的各個(gè)發(fā)射天線的頻率響應(yīng)計(jì)算各個(gè)發(fā)射天線的補(bǔ)償系數(shù)；計(jì)算獲得的補(bǔ)償系數(shù)用于對(duì)各個(gè)發(fā)射天線進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償，從而保證各個(gè)發(fā)射通路的頻率響應(yīng)一致。
為了更好的說(shuō)明本發(fā)明方案，下面再通過(guò)一個(gè)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。圖5為實(shí)現(xiàn)智能天線發(fā)射校準(zhǔn)的系統(tǒng)示意圖，具體過(guò)程如下 首先由導(dǎo)頻符號(hào)選取單元決定是采用CDM方式還是FDM方式，并產(chǎn)生相應(yīng)的CDM(FDM)導(dǎo)頻；導(dǎo)頻符號(hào)分配單元將產(chǎn)生的導(dǎo)頻在各個(gè)發(fā)射天線的各個(gè)子載波上分配，分配后的導(dǎo)頻符號(hào)對(duì)應(yīng)AC.1點(diǎn)，送入IFFT單元；將各個(gè)發(fā)射天線上的導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行IFFT變換，變換到時(shí)域，時(shí)域的信號(hào)對(duì)應(yīng)于AC.2點(diǎn)，送入CP增加單元；在CP增加單元中，將每一根發(fā)射天線上的時(shí)域?qū)ьl符號(hào)加入CP，加入CP后的信號(hào)對(duì)應(yīng)于AC.3點(diǎn)，送入發(fā)射機(jī)； 在發(fā)射機(jī)Tx中，將每一根發(fā)射天線上的加入CP的時(shí)域?qū)ьl符號(hào)在相應(yīng)發(fā)射天線上發(fā)送；在接收機(jī)Rx中，接收疊加以后的各個(gè)發(fā)射天線發(fā)射的校準(zhǔn)導(dǎo)頻符號(hào)，對(duì)應(yīng)于AC.4點(diǎn)，送入CP去除單元；在CP去除單元中，將接收的信號(hào)去除CP，去除CP的信號(hào)對(duì)應(yīng)于AC.5點(diǎn)，送入FFT單元；在FFT單元中，將接收的信號(hào)進(jìn)行FFT變換，變換至頻域，這時(shí)頻域的信號(hào)對(duì)應(yīng)于AC.6點(diǎn)，送入子載波位置調(diào)整單元；在子載波位置調(diào)整單元中，對(duì)于FDM方式，需要取出各個(gè)發(fā)射天線上各個(gè)頻點(diǎn)的接收信號(hào)；對(duì)于CDM方式，這一步透?jìng)?，沒(méi)有任何操作。
子載波位置調(diào)整后的信號(hào)對(duì)應(yīng)于AC.7點(diǎn)，送入子載波頻率響應(yīng)估計(jì)單元；在子載波頻率響應(yīng)估計(jì)單元中利用LS算法估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)，估計(jì)的頻率響應(yīng)信號(hào)對(duì)應(yīng)于AC.8點(diǎn)，然后分別送入頻率響應(yīng)插值單元與信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度估計(jì)單元；在信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度估計(jì)單元中，估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上的信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度，取其最大值(AC.9點(diǎn))，送入到信道頻率響應(yīng)插值單元；信道頻率響應(yīng)插值單元根據(jù)送入的各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)與沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度，利用各個(gè)發(fā)射天線上估計(jì)子載波頻點(diǎn)的頻率響應(yīng)，對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波頻點(diǎn)進(jìn)行最小均方誤差(MMSE，Minimum Mean Square Error)插值，經(jīng)過(guò)插值后的各個(gè)發(fā)射天線的頻率響應(yīng)信號(hào)對(duì)應(yīng)于AC.10點(diǎn)，送入補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算單元；在補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算單元中，為了使各個(gè)發(fā)射天線頻率響應(yīng)一致，計(jì)算各個(gè)發(fā)射天線的補(bǔ)償系數(shù)。
以上所述的本發(fā)明實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種智能天線的校準(zhǔn)方法，其特征在于，包括
根據(jù)接收的導(dǎo)頻符號(hào)，估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)、及各個(gè)發(fā)射天線上的信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度；
利用所述信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度的最大值和各個(gè)發(fā)射天線上的頻率響應(yīng)，對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波位置進(jìn)行插值；
根據(jù)插值后的頻率響應(yīng)計(jì)算獲得各個(gè)發(fā)射天線的補(bǔ)償系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于按照頻分復(fù)用方式產(chǎn)生導(dǎo)頻符號(hào)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于按照碼分復(fù)用方式產(chǎn)生導(dǎo)頻符號(hào)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于還包括去除該導(dǎo)頻符號(hào)中的循環(huán)前綴。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于還包括對(duì)子載波的位置進(jìn)行調(diào)整。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于采用最小平方算法估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波頻點(diǎn)采用最小均方誤差算法插值。
8.一種智能天線的校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括
子載波頻率響應(yīng)估計(jì)單元，用于根據(jù)接收的導(dǎo)頻符號(hào)估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)；
信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度估計(jì)單元，用于估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上的信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度；
信道頻率響應(yīng)插值單元，用于利用所述信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度的最大值和各個(gè)發(fā)射天線上的頻率響應(yīng)，對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波位置進(jìn)行插值；
補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)插值后的頻率響應(yīng)計(jì)算各個(gè)發(fā)射天線的補(bǔ)償系數(shù)。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述子載波頻率響應(yīng)估計(jì)單元采用最小平方算法估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于所述信道頻率響應(yīng)插值單元采用最小均方誤差算法對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波頻點(diǎn)進(jìn)行插值。
11.一種智能天線的校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括發(fā)射端和接收端，其特征在于，所述接收端包括
子載波頻率響應(yīng)估計(jì)單元，用于根據(jù)接收的導(dǎo)頻符號(hào)估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)；
信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度估計(jì)單元，用于估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上的信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度；
信道頻率響應(yīng)插值單元，用于利用所述信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度的最大值和各個(gè)發(fā)射天線上的頻率響應(yīng)，對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波位置進(jìn)行插值；
補(bǔ)償系數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)插值后的頻率響應(yīng)計(jì)算各個(gè)發(fā)射天線的補(bǔ)償系數(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)射端包括導(dǎo)頻符號(hào)產(chǎn)生單元，用于按照FDM方式產(chǎn)生導(dǎo)頻符號(hào)。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)射端包括導(dǎo)頻符號(hào)產(chǎn)生單元，用于按照CDM方式產(chǎn)生導(dǎo)頻符號(hào)。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于所述發(fā)射端還包括增加循環(huán)前綴單元，用于將導(dǎo)頻符號(hào)中增加循環(huán)前綴；相應(yīng)的，所述接收端還包括去除循環(huán)前綴單元，用于將接收的導(dǎo)頻符號(hào)去除循環(huán)前綴。
15.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其特征在于所述接收端還包括子載波位置調(diào)整單元，用于對(duì)子載波的位置進(jìn)行調(diào)整。
16.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于所述子載波頻率響應(yīng)估計(jì)單元采用最小平方算法估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)。
17.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其特征在于所述信道頻率響應(yīng)插值單元采用最小均方誤差算法對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波頻點(diǎn)進(jìn)行插值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種智能天線的校準(zhǔn)方法、裝置及系統(tǒng)，其根據(jù)接收的導(dǎo)頻符號(hào)，估計(jì)各個(gè)發(fā)射天線上對(duì)應(yīng)子載波位置的頻率響應(yīng)、及各個(gè)發(fā)射天線上的信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度；利用所述信道沖擊響應(yīng)長(zhǎng)度的最大值和各個(gè)發(fā)射天線上的頻率響應(yīng)，對(duì)各個(gè)發(fā)射天線上沒(méi)有估計(jì)頻率響應(yīng)的子載波位置進(jìn)行插值；根據(jù)插值后的頻率響應(yīng)計(jì)算各個(gè)發(fā)射天線的補(bǔ)償系數(shù)，按照補(bǔ)償系數(shù)對(duì)各個(gè)發(fā)射天線進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償，以使各個(gè)發(fā)射通路的頻率響應(yīng)一致。通過(guò)上述方案，本發(fā)明能夠提高估計(jì)精度，減小運(yùn)算量，降低干擾，實(shí)現(xiàn)更加簡(jiǎn)單靈活。
文檔編號(hào)H04B7/04GK101188448SQ20061011456
公開(kāi)日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月15日
發(fā)明者侯云哲 申請(qǐng)人:大唐移動(dòng)通信設(shè)備有限公司