同步的MIMO测量接收器及本地和远程发送器的频率响应校准制造技术

公开了与校准和操作多输入多输出(MIMO)无线电系统有关的技术。一些实施例包括一种方法，其中通过对多个接收器执行时间同步、相位同步和频率响应校正中的每一个，单个校准信号被用于校准MIMO无线电系统。可以采用双模式校准来校准远程发送器(RT)。在第一稀疏全系统校准(SFSC)模式期间，RT可以物理地连接到MIMO无线电系统。在一些实施例中，可以分别为RT和本地发送器(LT)中的每一个导出第一和第二均衡器。在后续的实时校准(RTC)模式期间，RT可以远离MIMO无线电系统定位，并且可以为LT导出第三均衡器。然后可以基于从第一、第二和第三均衡器中的每一个导出的均衡器来校准RT。

Frequency Response Calibration of Synchronized MIMO Measurement Receiver and Local and Remote Transmitters

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】同步的MIMO测量接收器及本地和远程发送器的频率响应校准
技术介绍
无线无线电通信会受到通信环境的显著影响。在多输入多输出(MIMO)无线电系统中，可能存在信道之间不期望的相位未对准和/或缺乏时间同步性。在这种情况下，可能期望对信道进行相位对准，并使多个信道的时间同步到纳秒或更好。可能还期望对不完美的硬件发送器和接收器执行频率响应校正(这与信道频率响应无关)。这些处理中的每一个都涉及计算复杂性、成本和等待时间。在一些情况下，发送器可以远离MIMO无线电系统定位，这进一步使得用于MIMO无线电系统和发送器之间的通信的校准工作复杂化。因此，可能期望改进这些处理的执行。
技术实现思路
本文描述的实施例涉及用于使用参考序列来校准多输入多输出(MIMO)无线电系统的系统、存储介质和方法。一些实施例涉及包括多个接收器的MIMO无线电系统。一些实施例涉及一种方法，由此MIMO无线电系统使用单个校准信号来为多个接收器中的每一个执行时间同步、相位同步和频率响应校正中的每一个。在一些实施例中，使用1:N分路器和NSP2T(1X2)开关将宽带复导频(complexpilot)信号路由到多个N个接收器。接收器可以对接收到的导频信号进行数字化，然后可以导出N个均衡器，N个信道中的每个信道1个均衡器。在一些实施例中，导出的均衡器可以对N个信道进行相位和时间对准，并且还可以校正由每个接收信道中的不完美接收硬件造成的非平坦频率响应。根据各种实施例，均衡器可以是分数间隔的频域均衡器或时域均衡器。虽然可能需要如分路器和开关之类的外部RF组件，但是这个系统可以在任何数字无线电MIMO接收器中工作而无需在无线电收发装置本身内进行硬件部件的实质性修改或添加。在一些实施例中，参考序列可以是Zadoff-Chu(ZC)序列，或另一种类型的恒定幅度零自相关(CAZAC)序列。在一些实施例中，系统可以被配置为一旦校准完成就从校准模式切换到操作模式。切换到操作模式可以包括由每个接收器接收来自相应天线的信号。在一些实施例中，系统可以被配置为周期性地重新进入校准模式，其中可以以预设的时间间隔重复校准。在一些实施例中，可以采用双模式校准来校准远程发送器(RT)。在第一稀疏全系统校准(SFSC)模式期间，RT可以物理地连接到MIMO无线电系统。在一些实施例中，可以分别为RT和本地发送器(LT)中的每一个导出第一和第二均衡器。在随后的实时校准(RTC)模式期间，RT可以远离MIMO无线电系统定位，并且RT可以被配置为经由天线在空中与MIMO无线电系统通信。在RTC模式下，可以为LT导出第三均衡器。然后可以基于从第一、第二和第三均衡器中的每一个导出的均衡器来校准RT。例如，在这个实施例中，即使在RT远离MIMO无线电系统定位时，也可以实现RT的实时校准。要注意的是，本文描述的技术可以在多种不同类型的设备中实现和/或与其一起使用，所述设备包括但不限于基站、接入点、蜂窝电话、便携式媒体播放器、平板计算机、可穿戴设备，以及各种其它计算设备。本
技术实现思路
旨在提供本文档中描述的一些主题的简要概述。因此，应该认识到的是，上述特征仅是示例，并且不应当被解释为以任何方式缩小本文描述的主题的范围或精神。根据以下具体实施方式、附图说明和权利要求书，本文描述的主题的其它特征、方面和优点将变得显而易见。附图说明图1图示了根据一些实施例的被配置为实现本文描述的方法的示例性MIMO无线电系统设置；图2图示了根据一些实施例的示例性MIMO无线电系统设置，其包括被配置为实现本文描述的方法的远程和本地发送器；图3是图示用于使用分数间隔频域(FS-FDE)均衡器执行校准并随后进行操作的示例性方法的流程图；图4是图示用于使用时域均衡器执行校准并随后进行操作的示例性方法的流程图；图5是没有校准的信道脉冲响应的真实数据图；图6是根据本专利技术实现的实施例执行校准之后的信道脉冲响应的实际数据图；图7是没有校准的信道频率响应的真实数据图；图8是根据本专利技术实现的实施例执行校准之后的信道频率响应的实际数据图；图9是根据本专利技术实现的实施例执行校准之前和之后的最大相位偏移的实际数据图；图10是图示根据一些实施例的校准方法的流程图；以及图11是图示根据一些实施例的用于校准远程发送器的双模式校准方法的流程图。虽然本专利技术易于进行各种修改和替代形式，但是其具体实施例在附图中以示例的方式示出并在本文中详细描述。但是，应当理解的是，附图和对其的详细描述并非旨在将本专利技术限于所公开的特定形式，相反，其目的是涵盖落入由所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。具体实施方式如果适当地校准MIMO设备的多个接收器和/或发送器中的每一个，那么可以改进多输入多输出(MIMO)无线电设备或MIMO通信系统对于发送和接收数据的使用。本文的实施例描述了用于校准MIMO设备的方法和设备，其可以用在各种
和设备中的任何一个当中。例如，MIMO设备可以是执行无线通信的移动或便携式计算机系统设备，常常被称为用户装备设备(UE)。UE设备的示例包括移动电话或智能电话(例如，基于iPhoneTM、基于AndroidTM的电话)、便携式游戏设备(例如，NintendoDSTM、PlayStationPortableTM、GameboyAdvanceTM)、膝上型电脑、可穿戴设备(例如，智能手表、智能眼镜)、PDA、便携式互联网设备、音乐播放器、数据存储设备，或其它手持式设备，等等。一般而言，术语“UE”或“UE设备”可以广义地被定义为涵盖任何电子、计算和/或电信设备(或设备的组合)，其易于由用户运输并且能够进行无线通信。可替代地，在一些实施例中，MIMO无线电设备可以是被设计为使用蜂窝或另一种无线技术执行信道探测或其它无线测量的测量装置。例如，MIMO无线电设备可以是用于测量蜂窝MIMO通信(例如，5G或NR通信)的无线电信道条件的蜂窝测量设备。如本领域技术人员可以认识到的，MIMO无线电设备的校准的其它应用也是可能的。图1-三个接收器系统的配置图1示出了根据一些实施例的多输入多输出(MIMO)无线电设备100的可能配置中的RF连接和开关。该图示出了3个无线电收发装置102-106，但是本文描述的方法和系统可以更一般地支持任何N>1的N个MIMO信道。在一些实施例中，无线电接收器具有2种模式：校准(Cal)模式：在这种模式下，SP2T开关110可以与天线112-116断开，以防止接收任何空中信号。而且，1X2开关110可以连接到Cal路径。在这些实施例中，宽带复cal导频信号通过1:N分路器118、通过SP2T开关110并进入无线电收发装置102-106。操作模式：在这种模式下，通过将SP2T开关110切换到天线路径112-116，接收器102-106与Cal路径断开并连接到天线路径以进行正常操作。图2-三个接收器系统的配置图2以类似于图1的可能配置示出了MIMO无线电设备100的RF连接和交换机，但是附加地包括远程发送器122(RT)(与MIMO无线电设备100不同)，以及具有对2种不同校准模式的附加支持，如下面进一步详细描述的。例如，图2图示了通信系统，其中期望MIMO无线电设备100与远程发送器通信，因此本文的实施例描述了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于校准多输入多输出(MIMO)通信系统中的多个接收器的方法，所述方法包括：以校准模式操作MIMO通信系统，包括：由所述多个接收器中的相应接收器：从本地发送器(LT)接收校准序列，其中每个接收到的校准序列是公共校准序列的不同信道修改版本；基于接收到的校准序列导出相应的第一均衡器；对准与所述多个接收器中的至少一个接收器相关联的时间和相位，并校正所述多个接收器中的至少一个接收器的非均匀频率响应；其中时间和相位的对准以及校正非均匀频率响应是基于第一均衡器；以及其中时间和相位的对准以及校正非均匀频率响应至少部分地校正由所述多个接收器中的不同接收器所经历的信道的差异。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.02 US 62/429,631;2016.12.22 US 62/438,285;1.一种用于校准多输入多输出(MIMO)通信系统中的多个接收器的方法，所述方法包括：以校准模式操作MIMO通信系统，包括：由所述多个接收器中的相应接收器：从本地发送器(LT)接收校准序列，其中每个接收到的校准序列是公共校准序列的不同信道修改版本；基于接收到的校准序列导出相应的第一均衡器；对准与所述多个接收器中的至少一个接收器相关联的时间和相位，并校正所述多个接收器中的至少一个接收器的非均匀频率响应；其中时间和相位的对准以及校正非均匀频率响应是基于第一均衡器；以及其中时间和相位的对准以及校正非均匀频率响应至少部分地校正由所述多个接收器中的不同接收器所经历的信道的差异。2.如权利要求1所述的方法，其中基于接收到的校准序列导出第一均衡器包括在接收到的校准序列与已知校准序列之间执行互相关计算。3.如权利要求2所述的方法，其中基于第一均衡器对准与所述多个接收器中的至少一个接收器相关联的时间和相位包括基于互相关计算中的峰的位置来对准时间和相位。4.如权利要求1所述的方法，其中第一均衡器至少部分地基于接收到的校准序列的频谱分解中的异质性而被导出，并且其中基于第一均衡器校正非均匀频率响应包括校正频谱分解中的异质性。5.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：在所述校准模式之后：使用所述多个接收器中的每一个接收器处的开关切换到操作模式；其中，在处于操作模式时，所述多个接收器中的相应接收器被配置为使用对准和校正从相应天线接收信号。6.如权利要求5所述的方法，其中所述方法被配置为通过以下实时地执行：以预设间隔自动重复校准模式；根据预设间隔在校准模式和操作模式之间交替；其中无线电协议被设计为在数据传输中具有预先安排的间隙，使得预先安排的间隙与校准模式的重复一致。7.如权利要求6所述的方法，其中以操作模式操作包括使用来自最近校准的校准结果。8.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：对准与所述多个接收器中的至少第二接收器相关联的时间和相位，并基于导出的均衡器校正所述多个接收器中的至少所述第二接收器的非均匀频率响应，其中所述多个接收器中的所述第二接收器的非均匀频率响应不同于所述多个接收器中的所述第一接收器的非均匀频率响应。9.如权利要求1所述的方法，其中参考序列是恒定振幅零自相关(CAZAC)序列。10.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括：其中以校准模式操作还包括：由所述多个接收器中的相应接收器：从远程发送器(RT)接收校准序列，其中每个接收到的校准序列是公共校准序列的不同信道修改版本；基于接收到的校准序列导出相应的第二均衡器；以及以第二校准模式操作，其中RT在以第二校准模式操作时远离MIMO系统定位，其中以第二校准模式操作包括：由所述多个接收器中的相应接收器：从LT接收校准序列，其中每个接收到的校准序列是公共校准序...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·M·A·塔赫，A·阿兹斯，J·W·麦科伊，
申请(专利权)人：美国国家仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US