用于校准天线的方法、校准信号处理装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于校准天线的方法、校准信号处理装置和系统。其中当接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计，从而获得当前射频通道冲击响应；利用当前射频通道冲击响应，计算射频通道当前的信道响应均值；根据射频通道当前的信道响应均值计算射频通道校准因子；将射频通道校准因子发送给基带信号处理装置，以便基带信号处理装置利用射频通道校准因子进行基带补偿。本发明专利技术使射频通道校准因子的计算更加稳定和精确，从而提高了大规模天线校准性能和波束赋形的补偿效果。

【技术实现步骤摘要】
用于校准天线的方法、校准信号处理装置和系统
本专利技术涉及通信
，尤其涉及一种用于校准天线的方法、校准信号处理装置和系统。
技术介绍
大规模天线技术(MassiveMultiple-InputMultiple-Output，简称：MassiveMIMO)通过大量天线数目形成空间窄波束赋形，充分利用空间维度获得多用户复用增益，可以有效提升小区频谱效率和容量，是未来通信系统研究的关键技术之一。天线校准是大规模天线技术应用中的关键技术，由于天线阵列中每一条射频收发通道存在差异，并且这种差异随着时间、温度、信道电平等因素发生变化，因此需要通过天线校准检测射频通道间的幅度和相位差异，并通过基带处理在波束赋形中对通道间差异进行补偿，从而提高波束赋形准确性，提升系统性能。在现有LTE(长期演进：LongTermEvolution)系统中，射频通道数最多为8端口，因此天线校准周期比较短，而大规模天线射频数量由当前天线的8通道增加到64通道以上，射频通道数目增加了8倍以上，如果采用现有射频通道校准方法，顺序进行射频通道校准，由于射频数目增加导致射频通道差异增大，校准过程中校准误差增加，校准精度下降。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于校准天线的方法、校准信号处理装置和系统，使射频通道校准因子的计算更加稳定和精确，从而提高了大规模天线校准性能和波束赋形的补偿效果。根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于校准天线的方法，包括：当接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计，从而获得当前射频通道冲击响应；利用当前射频通道冲击响应，计算射频通道当前的信道响应均值；根据射频通道当前的信道响应均值计算射频通道校准因子；将射频通道校准因子发送给基带信号处理装置，以便基带信号处理装置利用射频通道校准因子进行基带补偿。在一个实施例中，上述方法还包括：在射频发送通道校准模式下，将预先生成的原始校准序列、射频通道发送校准顺序发送给基带信号处理装置，以便基带信号处理装置根据射频通道发送校准顺序，通过射频通道发送原始校准序列；当接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计的步骤包括：当从校准通道接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计。在一个实施例中，上述方法还包括：在射频接收通道校准模式下，将预先生成的原始校准序列通过校准通道进行发送；当接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计的步骤包括：当从基带信号处理装置接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计。在一个实施例中，上述任一方法中，利用当前射频通道冲击响应，计算射频通道当前的信道响应均值的步骤包括：对于射频通道i，利用前N次获得的射频通道冲击响应，计算信道响应均值和信道响应标准差，其中信道响应均值包括幅度响应均值和相位响应均值信道响应标准差包括幅度响应标准差σa,i和相位响应标准差σθ,i；其中1≤i≤M，M为射频通道总数；根据当前射频通道冲击响应中包括的幅度响应ai,N+1和相位响应θi,N+1，计算幅度响应偏差σa,i,N+1和相位响应偏差σθ,i,N+1，其中σa,i,N+1为ai,N+1与的偏差，σθ,i,N+1为θi,N+1与的偏差；利用σa,i,N+1和σa,i计算幅度稳定值Гa，利用σθ,i,N+1和σθ,i计算相位稳定值Гθ；在σa,i和σθ,i均小于相应的门限的情况下，若Гa和Гθ均小于相应的门限，则更新信道响应均值，以作为射频通道i当前的信道响应均值。在一个实施例中，更新信道响应均值的步骤包括：利用前N-1次射频通道冲击响应中包括的幅度响应，以及当前射频通道冲击响应中包括的幅度响应ai,N+1，计算更新后的幅度响应均值；利用前N-1次射频通道冲击响应中包括的相位响应，以及当前射频通道冲击响应中包括的相位响应θi,N+1，计算更新后的相位响应均值。在一个实施例中，根据射频通道当前的信道响应均值计算射频通道校准因子的步骤包括：对于射频通道i，判断信道响应均值是否已被更新；若信道响应均值已被更新，则利用更新的信道响应均值计算射频通道i的射频通道校准因子；若信道响应均值未被更新，则进一步判断射频通道i所属组内是否存在已更新信道响应均值的射频通道，其中由同一射频控制装置控制的射频通道被编为一组；若在所属组内存在已更新信道响应均值的射频通道，则根据所属组内已更新信道响应均值的射频通道的相位随频率变化斜率和预定校准因子计算射频通道i的相位校准因子，将预定的幅度校准因子作为射频通道i的幅度校准因子，从而得到射频通道i的射频通道校准因子；若在所属组内不存在已更新信道响应均值的射频通道，则分别将预定的幅度校准因子和相位校准因子作为射频通道i的幅度校准因子和相位校准因子，从而得到射频通道i的射频通道校准因子。根据本专利技术的另一方面，提供了一种用于校准天线的校准信号处理装置，包括校准序列接收单元、信道估计单元、信道响应均值计算单元、校准因子计算单元和校准因子发送单元，其中：校准序列接收单元，用于接收校准序列；信道估计单元，用于当校准序列接收单元接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计，从而获得当前射频通道冲击响应；信道响应均值计算单元，用于利用当前射频通道冲击响应，计算射频通道当前的信道响应均值；校准因子计算单元，用于根据射频通道当前的信道响应均值计算射频通道校准因子；校准因子发送单元，用于将射频通道校准因子发送给基带信号处理装置，以便基带信号处理装置利用射频通道校准因子进行基带补偿。在一个实施例中，还包括信息生成单元和信息传递单元，其中：信息生成单元，用于在射频发送通道校准模式下，生成原始校准序列、射频通道发送校准顺序；信息传递单元，用于将信息生成单元生成的原始校准序列、射频通道发送校准顺序发送给基带信号处理装置，以便基带信号处理装置根据射频通道发送校准顺序，通过射频通道发送原始校准序列；校准序列接收单元具体在射频发送通道校准模式下，从校准通道接收校准序列。在一个实施例中，还包括校准序列发送单元，其中：信息生成单元还用于在射频接收通道校准模式下生成原始校准序列；校准序列发送单元，用于在射频接收通道校准模式下，将信息生成单元生成的原始校准序列通过校准通道进行发送；校准序列接收单元具体在射频接收通道校准模式下，从基带信号处理装置接收校准序列。在一个实施例中，上述任一校准信号处理装置，信道响应均值计算单元包括计算模块和评估模块，其中：计算模块，用于根据当前射频通道冲击响应计算相应的幅度响应ai,N+1和相位响应θi,N+1；评估模块，用于对于射频通道i，利用前N次获得的射频通道冲击响应，计算信道响应均值和信道响应标准差，其中信道响应均值包括幅度响应均值和相位响应均值信道响应标准差包括幅度响应标准差σa,i和相位响应标准差σθ,i；其中1≤i≤M，M为射频通道总数；根据幅度响应ai,N+1和相位响应θi,N+1，计算幅度响应偏σa,i,N+1和相位响应偏差σθ,i,N+1，其中σa,i,N+1为ai,N+1与的偏差，σθ,i,N+1为θi,N+1与的偏差；利用σa,i,N+1和σa,i计算幅度稳定值Гa，利用σθ,i,N+1和σθ,i计算相位稳定值Гθ；在σa,i本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于校准天线的方法，其特征在于，包括：当接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计，从而获得当前射频通道冲击响应；利用当前射频通道冲击响应，计算射频通道当前的信道响应均值；根据射频通道当前的信道响应均值计算射频通道校准因子；将射频通道校准因子发送给基带信号处理装置，以便基带信号处理装置利用射频通道校准因子进行基带补偿。

【技术特征摘要】
1.一种用于校准天线的方法，其特征在于，包括：当接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计，从而获得当前射频通道冲击响应；利用当前射频通道的前N次冲击响应和本次冲击响应确定所述射频通道的稳定性；根据所述射频通道的稳定性，确定所述射频通道当前的信道响应均值；根据射频通道当前的信道响应均值计算射频通道校准因子；将射频通道校准因子发送给基带信号处理装置，以便基带信号处理装置利用射频通道校准因子进行基带补偿。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在射频发送通道校准模式下，将预先生成的原始校准序列、射频通道发送校准顺序发送给基带信号处理装置，以便基带信号处理装置根据射频通道发送校准顺序，通过射频通道发送原始校准序列；当接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计的步骤包括：当从校准通道接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：在射频接收通道校准模式下，将预先生成的原始校准序列通过校准通道进行发送；当接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计的步骤包括：当从基带信号处理装置接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，利用当前射频通道冲击响应，计算射频通道当前的信道响应均值的步骤包括：对于射频通道i，利用前N次获得的射频通道冲击响应，计算信道响应均值和信道响应标准差，其中信道响应均值包括幅度响应均值和相位响应均值信道响应标准差包括幅度响应标准差σa,i和相位响应标准差σθ,i；其中1≤i≤M，M为射频通道总数；根据当前射频通道冲击响应中包括的幅度响应ai,N+1和相位响应θi,N+1，计算幅度响应偏差σa,i,N+1和相位响应偏差σθ,i,N+1，其中σa,i,N+1为ai,N+1与的偏差，σθ,i,N+1为θi,N+1与的偏差；利用σa,i,N+1和σa,i计算幅度稳定值Гa，利用σθ,i,N+1和σθ,i计算相位稳定值Гθ；在σa,i和σθ,i均小于相应的门限的情况下，若Гa和Гθ均小于相应的门限，则更新信道响应均值，以作为射频通道i当前的信道响应均值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，更新信道响应均值的步骤包括：利用前N-1次射频通道冲击响应中包括的幅度响应，以及当前射频通道冲击响应中包括的幅度响应ai,N+1，计算更新后的幅度响应均值；利用前N-1次射频通道冲击响应中包括的相位响应，以及当前射频通道冲击响应中包括的相位响应θi,N+1，计算更新后的相位响应均值。6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据射频通道当前的信道响应均值计算射频通道校准因子的步骤包括：对于射频通道i，判断信道响应均值是否已被更新；若信道响应均值已被更新，则利用更新的信道响应均值计算射频通道i的射频通道校准因子；若信道响应均值未被更新，则进一步判断射频通道i所属组内是否存在已更新信道响应均值的射频通道，其中由同一射频控制装置控制的射频通道被编为一组；若在所属组内存在已更新信道响应均值的射频通道，则根据所属组内已更新信道响应均值的射频通道的相位随频率变化斜率和预定校准因子计算射频通道i的相位校准因子，将预定的幅度校准因子作为射频通道i的幅度校准因子，从而得到射频通道i的射频通道校准因子；若在所属组内不存在已更新信道响应均值的射频通道，则分别将预定的幅度校准因子和相位校准因子作为射频通道i的幅度校准因子和相位校准因子，从而得到射频通道i的射频通道校准因子。7.一种用于校准天线的校准信号处理装置，其特征在于，包括校准序列接收单元、信道估计单元、信道响应均值计算单元、校准因子计算单元和校准因子发送单元，其中：校准序列接收单元，用于接收校准序列；信道估计单元，用于当校准序列接收单元接收到校准序列时，利用接收到的校准序列和原始校准序列进行信道估计，从而获得当前射频通道冲击响应；信道响应均值计算单元，用于利用当前射频通道的前N次冲击响应和本次冲击响应确定所述射频通道的稳定性，根据所述射频通道的稳定性，所述射频通道当前的信道响应均值；校准因子计算单元，用于根据射频通道当前的信道响应均值计算射频通道校准因子；校准因子发送单元，用于将射频通道校准因子发送给基带信号处理装置，以便基带信号处理装置利用射频通道校准因子进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋峥，陈鹏，李欣，杨峰义，毕奇，
申请(专利权)人：中国电信股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11