本發(fā)明涉及無線無線通信領(lǐng)域，尤其涉及一種天線校準(zhǔn)方法及裝置。

背景技術(shù)：

時分雙工(Time Division Duplexing，TDD)系統(tǒng)通過在基站中采用多天線波束賦形技術(shù)，實現(xiàn)降低終端之間的同頻干擾、增加小區(qū)邊緣吞吐量以及增加覆蓋范圍等目的。為了保證多天線波束賦形的正確性和可靠性，使得波束賦形的權(quán)值準(zhǔn)確地分配到天線輻射體上，必須對長期演進(Long Term Evolution，LTE)系統(tǒng)的射頻天線陣列進行校準(zhǔn)。而現(xiàn)在的大規(guī)模天線系統(tǒng)中，隨著天線數(shù)增加，校準(zhǔn)周期會變長，通道之間的頻偏會對每對天線校準(zhǔn)系數(shù)乘以一個額外的相位旋轉(zhuǎn)值，該相位旋轉(zhuǎn)值大小正比于頻偏大小和校準(zhǔn)時間的乘積，校準(zhǔn)系統(tǒng)上增加的相位旋轉(zhuǎn)因子將直接導(dǎo)致波束成形失效。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例為解決上述問題而提供一種天線校準(zhǔn)方法及裝置。

為達到上述目的，本發(fā)明實施例的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：

本發(fā)明實施例提供一種天線校準(zhǔn)方法，所述方法包括：

在包括有天線數(shù)為N的天線陣列中選取一根天線作為參考天線，將所述天線陣列中除所述參考天線之外的N-1根天線作為被校準(zhǔn)天線，N為大于1的整數(shù)；

所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間分別進行校準(zhǔn)序列交互，獲得對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值；

根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行頻域補償。

上述方案中，所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間分別進行校準(zhǔn)序列交互，獲得對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值，包括：

通過空口耦合的方式進行所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間校準(zhǔn)序列的交互，確定出M個頻域比值，M為大于1的整數(shù)；

根據(jù)所確定的M個頻域比值間的相關(guān)運算得到對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值。

上述方案中，所述通過空口耦合的方式進行所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間校準(zhǔn)序列的交互，確定出M個頻域比值，包括：

通過參考天線的發(fā)送通道發(fā)送第一校準(zhǔn)序列，經(jīng)空口耦合到達被校準(zhǔn)天線，被校準(zhǔn)天線的接收通道接收所述第一校準(zhǔn)序列，所述第一校準(zhǔn)序列經(jīng)快速傅氏變換FFT處理后得到第一頻域數(shù)據(jù)，并存儲所述第一頻域數(shù)據(jù)；

通過被校準(zhǔn)天線的發(fā)送通道發(fā)送第二校準(zhǔn)序列，經(jīng)空口耦合到達參考天線，參考天線的接收通道接收所述第二校準(zhǔn)序列，所述第二校準(zhǔn)序列經(jīng)FFT處理后得到第二頻域數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述第一頻域數(shù)據(jù)和所述第二頻域數(shù)據(jù)確定出第一頻域比值；

繼續(xù)重復(fù)參考天線和被校準(zhǔn)天線之間校準(zhǔn)序列的交互，確定出除所述第一頻域比值之外的其余M-1個頻域比值。

上述方案中，所述根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行頻域補償，包括：

檢測當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型；

當(dāng)檢測到所述當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型為本振同源天線系統(tǒng)校準(zhǔn)時，將所述相位旋轉(zhuǎn)估計值置零，執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間數(shù)據(jù)通道的空頻域補償；

當(dāng)檢測到所述當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型為本振不同源天線系統(tǒng)校準(zhǔn)時，直接根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間數(shù)據(jù)通道的頻域補償。

上述方案中，所述直接根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn) 天線間的數(shù)據(jù)通道進行頻域補償，包括：

根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值進行相位跟蹤計算，得到跟蹤相位值；

根據(jù)所得到的跟蹤相位值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道在頻域上進行相位跟蹤補償。

上述方案中，所述方法還包括：

所述參考天線在保護時隙向被校準(zhǔn)天線發(fā)送參考序列；

被校準(zhǔn)天線利用所接收的參考序列進行延時相關(guān)，得到粗頻偏估計值；

根據(jù)所述粗頻偏估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行時域補償。

上述方案中，所述方法還包括：

在完成頻域補償后，將所述M個頻域比值之一作為校準(zhǔn)系數(shù)，以根據(jù)所述校準(zhǔn)系數(shù)完成后續(xù)的天線校準(zhǔn)。

本發(fā)明實施例還提供一種天線校準(zhǔn)裝置，所述裝置包括選取模塊、交互模塊、頻域補償模塊；

所述選取模塊，用于在包括有天線數(shù)為N的天線陣列中選取一根天線作為參考天線，將所述天線陣列中除所述參考天線之外的N-1根天線作為被校準(zhǔn)天線，N為大于1的整數(shù)；

所述交互模塊，用于所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間分別進行校準(zhǔn)序列交互，獲得對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值；

所述頻域補償模塊，用于根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行頻域補償。

上述方案中，所述交互模塊包括交互單元和計算單元；

所述交互單元，用于通過空口耦合的方式進行所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間校準(zhǔn)序列的交互，確定出M個頻域比值，M為大于1的整數(shù)；

所述計算單元，用于根據(jù)所確定的M個頻域比值間的相關(guān)運算得到對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值。

上述方案中，所述交互單元包括第一頻域數(shù)據(jù)確定子單元、第二頻域數(shù)據(jù) 確定子單元、頻域比值確定子單元；

所述第一頻域數(shù)據(jù)確定子單元，用于通過參考天線的發(fā)送通道發(fā)送第一校準(zhǔn)序列，經(jīng)空口耦合到達被校準(zhǔn)天線，被校準(zhǔn)天線的接收通道接收所述第一校準(zhǔn)序列，所述第一校準(zhǔn)序列經(jīng)快速傅氏變換FFT處理后得到第一頻域數(shù)據(jù)，并存儲所述第一頻域數(shù)據(jù)；

所述第二頻域數(shù)據(jù)確定子單元，用于通過被校準(zhǔn)天線的發(fā)送通道發(fā)送第二校準(zhǔn)序列，經(jīng)空口耦合到達參考天線，參考天線的接收通道接收所述第二校準(zhǔn)序列，所述第二校準(zhǔn)序列經(jīng)FFT處理后得到第二頻域數(shù)據(jù)；

所述頻域比值確定子單元，用于根據(jù)所述第一頻域數(shù)據(jù)和所述第二頻域數(shù)據(jù)確定出第一頻域比值；還用于繼續(xù)重復(fù)參考天線和被校準(zhǔn)天線之間校準(zhǔn)序列的交互，確定出除所述第一頻域比值之外的其余M-1個頻域比值。

上述方案中，所述頻域補償模塊包括檢測單元、第一頻域補償單元和第二頻域補償單元；

所述檢測單元，用于檢測當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型；

所述第一頻域補償單元，用于當(dāng)檢測到所述當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型為本振同源天線系統(tǒng)校準(zhǔn)時，將所述相位旋轉(zhuǎn)估計值置零，執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間數(shù)據(jù)通道的空頻域補償；

所述第二頻域補償單元，用于當(dāng)檢測到所述當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型為本振不同源天線系統(tǒng)校準(zhǔn)時，直接根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間數(shù)據(jù)通道的頻域補償。

上述方案中，所述第二頻域補償單元包括相位跟蹤計算子單元和相位跟蹤補償子單元；

所述相位跟蹤計算子單元，用于根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值進行相位跟蹤計算，得到跟蹤相位值；

所述相位跟蹤補償子單元，用于根據(jù)所得到的跟蹤相位值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道在頻域上進行相位跟蹤補償。

上述方案中，所述裝置還包括時域補償模塊；

所述時域補償模塊，用于所述參考天線在保護時隙向被校準(zhǔn)天線發(fā)送參考序列；被校準(zhǔn)天線利用所接收的參考序列進行延時相關(guān)，得到粗頻偏估計值；根據(jù)所述粗頻偏估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行時域補償。

上述方案中，所述裝置還包括校準(zhǔn)系數(shù)確定模塊；

所述校準(zhǔn)系數(shù)確定模塊，用于在所述頻域補償模塊完成頻域補償后，將所述M個頻域比值之一作為校準(zhǔn)系數(shù)，以根據(jù)所述校準(zhǔn)系數(shù)完成后續(xù)的天線校準(zhǔn)。

本發(fā)明實施例所提供的天線校準(zhǔn)方法及裝置，在包括有天線數(shù)為N的天線陣列中選取一根天線作為參考天線，將所述天線陣列中除所述參考天線之外的N-1根天線作為被校準(zhǔn)天線，N為大于1的整數(shù)；所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間分別進行校準(zhǔn)序列交互，獲得對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值；根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行頻域補償。如此，在校準(zhǔn)過程中利用所獲取的相位旋轉(zhuǎn)估計值執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的發(fā)送通道和接收通道的補償處理，能夠很大程度上減小頻偏所引起的校準(zhǔn)系數(shù)的時變效應(yīng)。

附圖說明

圖1a為本發(fā)明實施例天線校準(zhǔn)方法的流程示意圖一；

圖1b為本發(fā)明實施例所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間分別進行校準(zhǔn)序列交互獲得相位旋轉(zhuǎn)估計值的實現(xiàn)流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例天線校準(zhǔn)方法的流程示意圖二；

圖3為本發(fā)明實施例天線校準(zhǔn)方法的流程示意圖三；

圖4為本發(fā)明實施例天線校準(zhǔn)裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明一應(yīng)用實例對應(yīng)天線校準(zhǔn)裝置的具體組成架構(gòu)圖；

圖6為本發(fā)明一應(yīng)用實例中BBU控制參考通道天線開關(guān)和待校準(zhǔn)通道天線開關(guān)信號的示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明再作進一步詳細的說明。

在射頻校準(zhǔn)過程中校準(zhǔn)系數(shù)G矩陣的計算是按照天線對分時進行的。在TD-LTE校準(zhǔn)中，10ms無線幀完成一對天線校準(zhǔn)。具體地，假設(shè)存在頻率偏差為0.1Hz，10ms時間段內(nèi)頻率偏差引起的相位旋轉(zhuǎn)為10*10-3*0.1*2＝2*10-3，所述頻率偏差引起的相位旋轉(zhuǎn)很??；8天線收發(fā)完成校準(zhǔn)時間為80ms，總的相位變化為2*8*10-3，G矩陣獲取需要利用參考天線和被校準(zhǔn)天線來回收發(fā)參考序列來進行獲取，頻率偏差在80ms內(nèi)相位旋轉(zhuǎn)也很小，可以忽略不計。由此可見，在實際應(yīng)用中，TD-LTE系統(tǒng)采用同源LO，故頻率偏差所引起的相位旋轉(zhuǎn)可忽略不計。所以載波頻率偏差在TD-LTE系統(tǒng)中并沒有影響。

然而，若將TD-LTE系統(tǒng)的上述校準(zhǔn)方案擴展到大規(guī)模天線系統(tǒng)，如128天線，校準(zhǔn)時間為1.28s(128*10ms)，0.1Hz頻率偏差引起的相位旋轉(zhuǎn)為0.128*2(約為46度)，1Hz頻率偏差引起的相位旋轉(zhuǎn)為1.28*2(約為460度)。這樣，實際的G矩陣等于理想G矩陣乘以對角矩陣；其中的對角矩陣元素為相位旋轉(zhuǎn)角度，且所述相位旋轉(zhuǎn)角度均勻分布于0度到最大旋轉(zhuǎn)角度之間。很顯然，在大規(guī)模天線系統(tǒng)中，額外的對角陣會造成用戶之間信號干擾，導(dǎo)致多用戶波束成形失效。

基于此，在本發(fā)明實施例中，在包括有天線數(shù)為N的天線陣列中選取一根天線作為參考天線，將所述天線陣列中除所述參考天線之外的N-1根天線作為被校準(zhǔn)天線，N為大于1的整數(shù)；所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間分別進行校準(zhǔn)序列交互，獲得對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值；根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行頻域補償。

實施例一

圖1a為本發(fā)明實施例天線校準(zhǔn)方法的流程示意圖一，如圖1a所示，本發(fā) 明實施例天線校準(zhǔn)方法包括：

步驟101：在包括有天線數(shù)為N的天線陣列中選取一根天線作為參考天線，將所述天線陣列中除所述參考天線之外的N-1根天線作為被校準(zhǔn)天線，N為大于1的整數(shù)；

步驟102：所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間分別進行校準(zhǔn)序列交互，獲得對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值；

具體地，如圖1b所示，所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間分別進行校準(zhǔn)序列交互，獲得對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值，包括：

步驟1021：通過空口耦合的方式進行所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間校準(zhǔn)序列的交互，確定出M個頻域比值，M為大于1的整數(shù)；

這里，所述通過空口耦合的方式進行所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間校準(zhǔn)序列的交互，確定出M個頻域比值，包括：通過參考天線的發(fā)送通道發(fā)送第一校準(zhǔn)序列，經(jīng)空口耦合到達被校準(zhǔn)天線，被校準(zhǔn)天線的接收通道接收所述第一校準(zhǔn)序列，所述第一校準(zhǔn)序列經(jīng)快速傅氏變換FFT處理后得到第一頻域數(shù)據(jù)，并存儲所述第一頻域數(shù)據(jù)；通過被校準(zhǔn)天線的發(fā)送通道發(fā)送第二校準(zhǔn)序列，經(jīng)空口耦合到達參考天線，參考天線的接收通道接收所述第二校準(zhǔn)序列，所述第二校準(zhǔn)序列經(jīng)FFT處理后得到第二頻域數(shù)據(jù)；根據(jù)所述第一頻域數(shù)據(jù)和所述第二頻域數(shù)據(jù)確定出第一頻域比值；繼續(xù)重復(fù)參考天線和被校準(zhǔn)天線之間校準(zhǔn)序列的交互，確定出除所述第一頻域比值之外的其余M-1個頻域比值。

步驟1022：根據(jù)所確定的M個頻域比值間的相關(guān)運算得到對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值。

步驟103：根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行頻域補償。

這里，所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道包括發(fā)送通道和接收通道。也就是說，根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的發(fā)送通道和接收通道均進行頻域補償。

在一實施例中，若采用步驟1021～1022得到相位旋轉(zhuǎn)估計值并根據(jù)所述選 擇估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行頻域補償；即通過空口耦合的方式進行所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間校準(zhǔn)序列的交互確定出M個頻域比值，并根據(jù)所確定的M個頻域比值間的相關(guān)運算得到對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值，根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值完成頻域補償；所述天線校準(zhǔn)方法還可以包括：在完成頻域補償后，將所述M個頻域比值之一作為校準(zhǔn)系數(shù)，以根據(jù)所述校準(zhǔn)系數(shù)完成后續(xù)的天線校準(zhǔn)。

通過本發(fā)明實施例所述天線校準(zhǔn)方法，在包括有天線數(shù)為N的天線陣列中選取一根天線作為參考天線，將所述天線陣列中除所述參考天線之外的N-1根天線作為被校準(zhǔn)天線，N為大于1的整數(shù)；所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間分別進行校準(zhǔn)序列交互，獲得對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值；根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行頻域補償。如此，在校準(zhǔn)過程中利用所獲取的相位旋轉(zhuǎn)估計值執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的發(fā)送通道和接收通道的補償處理，能夠很大程度上減小頻偏所引起的校準(zhǔn)系數(shù)的時變效應(yīng)。

實施例二：

圖2為本發(fā)明實施例天線校準(zhǔn)方法的流程示意圖二，如圖2所示，本發(fā)明實施例天線校準(zhǔn)方法包括：

步驟101：在包括有天線數(shù)為N的天線陣列中選取一根天線作為參考天線，將所述天線陣列中除所述參考天線之外的N-1根天線作為被校準(zhǔn)天線，N為大于1的整數(shù)；

步驟102：所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間分別進行校準(zhǔn)序列交互，獲得對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值；

步驟1031：檢測當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型；

步驟1032a：當(dāng)檢測到所述當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型為本振同源天線系統(tǒng)校準(zhǔn)時，將所述相位旋轉(zhuǎn)估計值置零，執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間數(shù)據(jù)通道的空頻域補償。

這里，由于當(dāng)所述當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型為本振同源天線系統(tǒng)校準(zhǔn)時，頻率偏差所引起的相位旋轉(zhuǎn)可忽略不計，即載波頻率偏差在諸如TD-LTE等的本振同源天線系統(tǒng)中并沒有影響，因此可以選擇性地將所述相位旋轉(zhuǎn)估計值置零，執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間數(shù)據(jù)通道的空頻域補償，即不再需要執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間數(shù)據(jù)通道的頻域補償。

步驟1032b：當(dāng)檢測到所述當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型為本振不同源天線系統(tǒng)校準(zhǔn)時，直接根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間數(shù)據(jù)通道的頻域補償。

具體地，所述直接根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間數(shù)據(jù)通道的頻域補償，包括：根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值進行相位跟蹤計算，得到跟蹤相位值；根據(jù)所得到的跟蹤相位值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道在頻域上進行相位跟蹤補償。

通過本發(fā)明實施例所述天線校準(zhǔn)方法，在通過參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間分別進行校準(zhǔn)序列交互，獲得對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值的基礎(chǔ)上，選擇性地根據(jù)檢測得到的當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型來確定是否根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間數(shù)據(jù)通道的頻域補償。如此，在校準(zhǔn)過程中利用所獲取的相位旋轉(zhuǎn)估計值執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的發(fā)送通道和接收通道的補償處理，能夠很大程度上減小頻偏所引起的校準(zhǔn)系數(shù)的時變效應(yīng)；另外，所述天線校準(zhǔn)方法可以同時用于本振信號同源或不同源的大規(guī)模天線系統(tǒng)的校準(zhǔn)，從而克服校準(zhǔn)流程中頻偏對校準(zhǔn)系數(shù)影響，實現(xiàn)頻偏無關(guān)性。

實施例三

圖3為本發(fā)明實施例天線校準(zhǔn)方法的流程示意圖三，如圖3所示，本發(fā)明實施例天線校準(zhǔn)方法包括：

步驟101：在包括有天線數(shù)為N的天線陣列中選取一根天線作為參考天線，將所述天線陣列中除所述參考天線之外的N-1根天線作為被校準(zhǔn)天線，N為大 于1的整數(shù)；

步驟301：所述參考天線在保護時隙(Guard Period，GP)向被校準(zhǔn)天線發(fā)送參考序列；

其中，所述參考序列可以為ZC序列或訓(xùn)練序列。

具體地，所述參考天線在GP時間前段發(fā)送ZC序列或訓(xùn)練序列，經(jīng)過空口耦合到被校準(zhǔn)天線。

步驟302：被校準(zhǔn)天線利用所接收的參考序列進行延時相關(guān)，得到粗頻偏估計值；

具體地，被校準(zhǔn)天線的接收通道利用所接收的參考序列的循環(huán)前綴(Cycle Prefix，CP)和正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)中對應(yīng)搬移的信號端進行延時相關(guān)，以獲得粗頻偏估計值。

步驟303：根據(jù)所述粗頻偏估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行時域補償；

步驟102：所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間分別進行校準(zhǔn)序列交互，獲得對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值；

步驟103：根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行頻域補償。

通過本發(fā)明實施例所述天線校準(zhǔn)方法，在校準(zhǔn)過程中利用所獲取的相位旋轉(zhuǎn)估計值執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的發(fā)送通道和接收通道的補償處理的基礎(chǔ)上，通過所獲得的粗頻偏估計值執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間數(shù)據(jù)通道的時域補償。如此，能夠?qū)崿F(xiàn)分別利用粗頻偏估計值和相位旋轉(zhuǎn)估計值對數(shù)據(jù)通道進行時域和頻域上的相位頻偏補償，能夠很大程度上減小頻偏所引起的校準(zhǔn)系數(shù)的時變效應(yīng)，從而克服校準(zhǔn)流程中頻偏對校準(zhǔn)系數(shù)影響，實現(xiàn)頻偏無關(guān)性。

實施例四

圖4為本發(fā)明實施例天線校準(zhǔn)裝置組成結(jié)構(gòu)示意圖，如圖4所示，所述天 線校準(zhǔn)裝置40包括選取模塊41、交互模塊42、頻域補償模塊43；

所述選取模塊41，用于在包括有天線數(shù)為N的天線陣列中選取一根天線作為參考天線，將所述天線陣列中除所述參考天線之外的N-1根天線作為被校準(zhǔn)天線，N為大于1的整數(shù)；

所述交互模塊42，用于所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間分別進行校準(zhǔn)序列交互，獲得對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值；

所述頻域補償模塊43，用于根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行頻域補償。

在一實施例中，如圖4所示，所述交互模塊42包括交互單元421和計算單元422；

所述交互單元421，用于通過空口耦合的方式進行所述參考天線和每根被校準(zhǔn)天線之間校準(zhǔn)序列的交互，確定出M個頻域比值，M為大于1的整數(shù)；

所述計算單元422，用于根據(jù)所確定的M個頻域比值間的相關(guān)運算得到對應(yīng)所述參考天線和被校準(zhǔn)天線的相位旋轉(zhuǎn)估計值。

在一實施例中，如圖4所示，所述交互單元421包括第一頻域數(shù)據(jù)確定子單元4211、第二頻域數(shù)據(jù)確定子單元4212、頻域比值確定子單元4213；

所述第一頻域數(shù)據(jù)確定子單元4211，用于通過參考天線的發(fā)送通道發(fā)送第一校準(zhǔn)序列，經(jīng)空口耦合到達被校準(zhǔn)天線，被校準(zhǔn)天線的接收通道接收所述第一校準(zhǔn)序列，所述第一校準(zhǔn)序列經(jīng)快速傅氏變換FFT處理后得到第一頻域數(shù)據(jù)，并存儲所述第一頻域數(shù)據(jù)；

所述第二頻域數(shù)據(jù)確定子單元4212，用于通過被校準(zhǔn)天線的發(fā)送通道發(fā)送第二校準(zhǔn)序列，經(jīng)空口耦合到達參考天線，參考天線的接收通道接收所述第二校準(zhǔn)序列，所述第二校準(zhǔn)序列經(jīng)FFT處理后得到第二頻域數(shù)據(jù)；

所述頻域比值確定子單元4213，用于根據(jù)所述第一頻域數(shù)據(jù)和所述第二頻域數(shù)據(jù)確定出第一頻域比值；還用于繼續(xù)重復(fù)參考天線和被校準(zhǔn)天線之間校準(zhǔn)序列的交互，確定出除所述第一頻域比值之外的其余M-1個頻域比值。

在一實施例中，如圖4所示，所述頻域補償模塊43包括檢測單元431、第 一頻域補償單元432和第二頻域補償單元433；

所述檢測單元431，用于檢測當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型；

所述第一頻域補償單元432，用于當(dāng)檢測到所述當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型為本振同源天線系統(tǒng)校準(zhǔn)時，將所述相位旋轉(zhuǎn)估計值置零，執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間數(shù)據(jù)通道的空頻域補償；

所述第二頻域補償單元433，用于當(dāng)檢測到所述當(dāng)前天線系統(tǒng)校準(zhǔn)類型為本振不同源天線系統(tǒng)校準(zhǔn)時，直接根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值執(zhí)行對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間數(shù)據(jù)通道的頻域補償。

在一實施例中，如圖4所示，所述第二頻域補償單元433包括相位跟蹤計算子單元4331和相位跟蹤補償子單元4332；

所述相位跟蹤計算子單元4331，用于根據(jù)所述相位旋轉(zhuǎn)估計值進行相位跟蹤計算，得到跟蹤相位值；

所述相位跟蹤補償子單元4332，用于根據(jù)所得到的跟蹤相位值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道在頻域上進行相位跟蹤補償。

在一實施例中，如圖4所示，所述裝置還包括時域補償模塊44；

所述時域補償模塊44，用于所述參考天線在保護時隙向被校準(zhǔn)天線發(fā)送參考序列；被校準(zhǔn)天線利用所接收的參考序列進行延時相關(guān)，得到粗頻偏估計值；根據(jù)所述粗頻偏估計值對所述參考天線和被校準(zhǔn)天線間的數(shù)據(jù)通道進行時域補償。

在一實施例中，如圖4所示，所述裝置還包括校準(zhǔn)系數(shù)確定模塊45；

所述校準(zhǔn)系數(shù)確定模塊45，用于在所述頻域補償模塊完成頻域補償后，將所述M個頻域比值之一作為校準(zhǔn)系數(shù)，以根據(jù)所述校準(zhǔn)系數(shù)完成后續(xù)的天線校準(zhǔn)。

在實際應(yīng)用中，本發(fā)明實施例用于組成所述天線校準(zhǔn)裝置的各模塊及其各模塊所包括的單元及其子單元均可以通過所述天線校準(zhǔn)裝置中的處理器實現(xiàn)，也可以通過具體的邏輯電路實現(xiàn)；比如，在實際應(yīng)用中，可由位于所述天線校準(zhǔn)裝置中的中央處理器(CPU)、微處理器(MPU)、數(shù)字信號處理器(DSP)、 或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)實現(xiàn)。

這里需要指出的是：以上產(chǎn)品實施例項的描述，與上述方法描述是類似的，具有同方法實施例一至三相同的有益效果，因此不做贅述。對于本發(fā)明產(chǎn)品實施例中未披露的技術(shù)細節(jié)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員請參照本發(fā)明方法實施例一至四的描述而理解，為節(jié)約篇幅，這里不再贅述。

具體應(yīng)用場景

圖5為本發(fā)明一應(yīng)用實例對應(yīng)天線校準(zhǔn)裝置的具體組成架構(gòu)圖；如圖5所示，基于所述應(yīng)用實例的天線校準(zhǔn)裝置，本發(fā)明應(yīng)用實例天線校準(zhǔn)方法具備包括如下流程：

步驟1：開始，初始化各通道粗頻偏估計值和殘余相位估計值；

步驟2：生成本地參考校準(zhǔn)信號，所述本地校準(zhǔn)信號的長度與全頻帶含有的子載波數(shù)相等；

利用LTE參考信號序列產(chǎn)生，先定義ZC基序列的循環(huán)移位，即：

其中，N_SC表示序列長度；α為循環(huán)位移值，當(dāng)產(chǎn)生多路校準(zhǔn)信號時基序列通過該值循環(huán)移位得到，在該校準(zhǔn)方案中，只產(chǎn)生一路校準(zhǔn)信號，不進行循環(huán)移位，設(shè)置α＝0；u表示組號，v表示組內(nèi)基序列號。當(dāng)占用頻帶較寬時，基序列由下式得到：

其中，第q個根ZC序列定義如下：

其中，q由下式得到：

ZC序列的長度N_ZC取值為滿足N_ZC<N_SC的最大素數(shù)。如：對于20MHz帶寬 的LTE系統(tǒng)，物理資源塊RB數(shù)為100個時，每個物理資源塊包含的載波數(shù)為12個子載波，則校準(zhǔn)信號序列長度N_SC值為1200，相應(yīng)地，對于1200個子載波時，N_ZC的值為1193。對本地校準(zhǔn)序列通過FFT逆變化(Inverse FFT，IFFT)和加CP處理得到時域OFDM符號；

步驟3：選擇被校準(zhǔn)天線與參考天線組成對，在GP時間內(nèi)配置參考天線和被校準(zhǔn)天線發(fā)送和接收模式；

校準(zhǔn)信號通過射頻發(fā)射是利用幀格式中的上行導(dǎo)頻時隙(UpPTS)和下行導(dǎo)頻時隙(DwPTS)之間的保護間隔(GP)實現(xiàn)的。LTE網(wǎng)絡(luò)中根據(jù)UpPTS和DwPTS的長度靈活配置不同GP長度，如果UpPTS和DwPTS較短，則分配較長GP，如果UpPTS和DwPTS較長，則分配較短的GP。GP的長度可用總長度減去UpPTS和DwPTS的長度得到，最短的GP長度為最長的GP長度為

室內(nèi)基帶處理單元(Building Baseband Unit，BBU)控制遠端射頻單元(Remote Radio Unit，RRU)中射頻天線通道，選取參考天線(以天線1為例)和被測射頻天線通道(j)；BBU控制參考通道天線開關(guān)和待校準(zhǔn)通道天線開關(guān)信號，如圖6所示；在T2時間，控制參考通道天線開關(guān)處于發(fā)射通道打開狀態(tài)，同時控制待校準(zhǔn)通道天線開關(guān)處于接收通道打開狀態(tài)，在此時刻，參考通道發(fā)送校準(zhǔn)序列，經(jīng)過天線1發(fā)射，空口耦合到天線j，校準(zhǔn)通道接收信號并反饋到基帶，得到接收信號；在T3時間，控制參考通道天線開關(guān)處于接收通道打開狀態(tài)，同時控制待校準(zhǔn)通道天線開關(guān)處于發(fā)射通道打開狀態(tài)，在此時刻，待校準(zhǔn)通道發(fā)送校準(zhǔn)序列，經(jīng)過天線j發(fā)射，空口耦合到參考天線1，參考通道接收信號并反饋到基帶，得到接收信號；

步驟4：參考天線在GP發(fā)送ZC或訓(xùn)練序列，被校準(zhǔn)天線在GP時間接收序列；

在GP時間前段，參考天線在GP時間前段發(fā)送ZC或訓(xùn)練序列，經(jīng)過空口耦合到被校準(zhǔn)天線，被校準(zhǔn)天線接收信號并經(jīng)過接收通道給BBU；

步驟5：被校準(zhǔn)天線通過被測通道利用接收到序列的CP和OFDM中對應(yīng)搬移的信號端進行延時相關(guān)，獲得粗頻偏估計值；

接收到信號CP和OFDM符號中CP相同部分N點進行延時相關(guān)累加，可表示為如下，其中復(fù)信號x(n)和x(n+T)相等，共軛相乘后為實數(shù)，

所以通過下式計算可以得到頻偏△f估計值，可表示為

步驟6：選擇新的被校準(zhǔn)天線，從第三步開始重新執(zhí)行上述操作，得到本被校準(zhǔn)天線和參考天線通道的粗頻偏估計值；

步驟7：所得到的每個被校準(zhǔn)天線通道和參考天線通道的粗頻偏估計值在每個被校準(zhǔn)天線發(fā)送通道和接收通道進行時域NCO補償；

被校準(zhǔn)天線i和參考天線1的通道的載波頻率偏差的粗頻偏估計值設(shè)為f_i-f₁，利用f_i-f₁對被校準(zhǔn)天線i通道進行時域補償，需要在發(fā)送通道和接收通道均進行補償，發(fā)送通道i補償操作如下，x_i(t)為發(fā)送時域信號接收通道i補償操作如下，y_i(t)為接收到時域信號實現(xiàn)中可通過NCO計算來進行補償。

步驟8：選取被校準(zhǔn)天線和參考天線對，在GP期間，參考天線發(fā)送，被校準(zhǔn)天線接收，得到頻域值1，在同一GP期間，被校準(zhǔn)天線發(fā)送，參考天線接收，得到頻域值2，頻域值1與頻域值2相比得到數(shù)值1；估計得到粗頻偏值后，以粗頻偏值對發(fā)送和接收通道進行頻偏補償，而實際上還剩下殘余頻偏，被校準(zhǔn)天線通道相對于參考天線通道還存在殘余頻偏，設(shè)被校準(zhǔn)天線通道i與參考天線通道1之間的殘余頻偏為△f_i→1。

從參考天線發(fā)送校準(zhǔn)信號到被校準(zhǔn)天線接收信號，其接收信號y₁(t)可表示為如下，其中t₁為參考天線1的發(fā)送通道幅相系數(shù)，h_1→i為從參考天線1到被校準(zhǔn)天線i的空間信道，r_i為被校準(zhǔn)天線i的接收通道幅相系數(shù)

在同一GP期間相隔T₁時間，被校準(zhǔn)天線發(fā)送信號，參考天線接收信號，其接收信號y₂(t)可表示為如下，其中t_i為被校準(zhǔn)天線i的發(fā)送通道幅相系數(shù)，h_i→1為從被校準(zhǔn)天線i到參考天線1的空間信道，r₁為參考天線1的接收通道幅相系數(shù)

考慮△f_i→1很小，在一個OFDM符號內(nèi)可以認為△f_uj→bit是常數(shù)，對y₁(t)和y₂(t)進行FFT得到如下：

兩式相比較得到數(shù)值1可表示為：

步驟9：選取相同被校準(zhǔn)天線和參考天線對，按照前一步中方法得到數(shù)值2，數(shù)值2與數(shù)值1進行共軛相乘得到殘余相位估計值；在下一無線幀GP期間，采用相同方式得到數(shù)值2表示為如下，其中T₂表示無線幀周期10ms。

Z₁(k)和Z₂(k)進行共軛相乘并按照子載波累加可得到如下：

殘余頻偏△f_i→1可表示為：

步驟10：根據(jù)估計得到的殘余相位估計值計算跟蹤相位值，跟蹤相位需要 按照時間段以估計殘余相位值進行周期累加，用跟蹤相位值對當(dāng)前時間段數(shù)據(jù)在頻域進行相位跟蹤；

在實際中，我們認為△f_i→1很小，在一個無線幀中△f_i→1T₂變化也很小，當(dāng)殘余頻偏為1Hz時，△f_i→1T₂為0.01，只占用了360度中的一百分之一，可認為一個無線幀中殘余頻偏引起的殘余相位值相同，均為2π△f_i→1T₂，這樣，每個無線幀認為殘余相位相同，隨著時間增加，殘余相位累積得到對當(dāng)前無線幀中殘余總相位的值，即為需要進行跟蹤的相位值，并用得到的跟蹤相位值來對信號在頻域進行相位跟蹤處理，相位跟蹤操作即在頻域?qū)?shù)據(jù)乘以跟蹤相位復(fù)數(shù)的共軛。

步驟11：選擇新的被校準(zhǔn)天線，按照上述方式重新執(zhí)行上述操作，得到其他被校準(zhǔn)天線和參考天線通道的殘余相位估計值和跟蹤相位值；

按照相同的方式得到其余被校準(zhǔn)天線通道相對于參考天線通道的殘余相位估計值2π△f_i→1T₂。被校準(zhǔn)天線和參考天線進行殘余相位估計和跟蹤相位計算過程是按照時間順序進行的，所以需要將利用被校準(zhǔn)天線計算得到的殘余相位估計值在跟蹤相位將所有被校準(zhǔn)天線跟蹤相位折算到同一起點。如被校準(zhǔn)天線2和參考天線1之間的殘余相位估計值為2π△f_2→1T₂，被校準(zhǔn)天線3和參考天線1之間的殘余相位估計值為2π△f_3→1T₂，在時間上，2π△f_3→1T₂值得到比2π△f_2→1T₂值得到晚2T₂時間，我們需要將被校準(zhǔn)天線3與參考天線1之間在2T₂時間發(fā)生的額外旋轉(zhuǎn)2π△f_3→12T₂加入到2π△f_3→1T₂中，同樣被校準(zhǔn)天線4中應(yīng)加入額外旋轉(zhuǎn)2π△f_4→14T₂，依次類推得到每個被校準(zhǔn)天線的跟蹤相位。

步驟12：所得到的每個被校準(zhǔn)天線通道和參考天線通道的跟蹤相位值在每個被校準(zhǔn)天線發(fā)送通道和接收通道利用NCO進行頻域相位跟蹤計算；通過前面估計計算得到的跟蹤相位對每個天線的發(fā)送通道和接收通道在頻域進行跟蹤補償，采用NCO計算完成。

這里，需要說明的是，以上過程需要周期進行，每個計算得到的粗頻偏估計值和殘余相位估計值，需要與以前保存的值進行平均化處理。

以上所述僅是本發(fā)明實施例的實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明實施例原理的前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明實施例的保護范圍。