【技术实现步骤摘要】
一种天线校准方法及装置
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种天线校准方法及装置。
技术介绍
大规模有源天线阵列技术是5G通信的关键使能技术，保证各个有源通道幅度相位的一致性，是阵列波束赋形功能有效性实现的前提。5G通信时代，大规模有源天线阵列技术已成为关键使能技术。现有大规模有源天线阵列系统的幅相校准及波束赋形功能验证，往往需要在封闭电波暗室环境下进行校准，且一般使用单音信号(单一频率的信号)完成校准测试。在5G通信系统覆盖较大带宽的应用背景下，大规模有源天线阵列需要在暗室中多次切换测试频点进行校准测试，成本较高，且不适用于生产及出厂校准。对于生产制造环节，如何进行系统的快速校准测试，目前还没有一个较好的方案。已有的针对大规模有源天线阵列系统的校准及波束赋形等功能的检测，目前只能在封闭的电波暗室中进行，造价十分昂贵，校准成本高，一般仅适用于研发环节的实验室测试，无法应用于产品化生产的制造环境。且现有空中下载技术(over-the-airtechnology，OTA)校准测试方案一般为单频点校准测试，测试效率低，且由于天线收发复用，OTA校准一般也是对收发进行相同补偿，不考虑收发通道模拟链路上的幅相差异，会产生一定误差，影响波束赋形性能。
技术实现思路
本申请实施例提供了一种天线校准方法及装置。第一方面，提供一种天线校准方法，有源天线阵列的接收通道波束权值矩阵对应的接收波束方向范围被划分为多个波束方向区域，一个波束方向区域对应至少一个接收波束方向，至少一个波束方向区域...
【技术保护点】
1.一种天线校准方法，其特征在于，有源天线阵列的接收通道波束权值矩阵对应的接收波束方向范围被划分为多个波束方向区域，一个波束方向区域对应至少一个接收波束方向，至少一个波束方向区域对应多个接收波束方向；所述方法包括：/n有源天线阵列接收来自于基准波束方向的接收校准信号，得到所述有源天线阵列的N个接收通道在所述基准波束方向上的初始幅相误差矢量，根据所述初始幅相误差矢量更新接收通道波束权值矩阵中每个波束方向的波束权值矢量，并根据更新后的接收通道波束权值矩阵中所述基准波束方向的波束权值矢量，对所述基准波束方向的接收校准信号进行波束合成，得到所述基准波束方向对应的第一接收通道波束增益；其中，一个接收波束方向的波束权值矢量包括该接收波束方向对应的N个接收通道的波束权值，N为大于1的整数；/n所述有源天线阵列接收来自于第一波束方向区域的接收校准信号，根据所述第一波束方向区域对应的方向角，使用接收通道波束权值矩阵中相应方向角的波束权值矢量，对所述第一波束方向区域的接收校准信号进行波束合成，得到所述第一波束方向区域对应的第二接收通道波束增益；若所述第二接收通道波束增益与所述第一接收通道波束增益之间的增益...
【技术特征摘要】
1.一种天线校准方法，其特征在于，有源天线阵列的接收通道波束权值矩阵对应的接收波束方向范围被划分为多个波束方向区域，一个波束方向区域对应至少一个接收波束方向，至少一个波束方向区域对应多个接收波束方向；所述方法包括：
有源天线阵列接收来自于基准波束方向的接收校准信号，得到所述有源天线阵列的N个接收通道在所述基准波束方向上的初始幅相误差矢量，根据所述初始幅相误差矢量更新接收通道波束权值矩阵中每个波束方向的波束权值矢量，并根据更新后的接收通道波束权值矩阵中所述基准波束方向的波束权值矢量，对所述基准波束方向的接收校准信号进行波束合成，得到所述基准波束方向对应的第一接收通道波束增益；其中，一个接收波束方向的波束权值矢量包括该接收波束方向对应的N个接收通道的波束权值，N为大于1的整数；
所述有源天线阵列接收来自于第一波束方向区域的接收校准信号，根据所述第一波束方向区域对应的方向角，使用接收通道波束权值矩阵中相应方向角的波束权值矢量，对所述第一波束方向区域的接收校准信号进行波束合成，得到所述第一波束方向区域对应的第二接收通道波束增益；若所述第二接收通道波束增益与所述第一接收通道波束增益之间的增益误差大于增益误差阈值，则根据来自于所述第一波束方向区域的接收校准信号进行最多K次接收通道校准迭代过程；其中，K为最大迭代次数，第一波束方向区域为所述多个波束方向区域中的一个。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述最多K次接收通道校准迭代过程中的每次迭代过程，所述有源天线阵列执行：
根据来自于所述第一波束方向区域的接收校准信号，得到所述有源天线阵列的N个接收通道在所述第一波束方向区域上的幅相误差矢量；
根据本次迭代过程确定的幅相误差矢量，更新接收通道波束权值矩阵中所述第一波束方向区域内的波束方向的波束权值矢量；
根据所述来自于第一波束方向区域的接收校准信号的方向角，使用更新后的接收通道波束权值矩阵中相应方向角的波束权值矢量，对所述来自于第一波束方向区域的接收校准信号进行波束合成，得到所述第一波束方向区域对应的接收通道波束增益；
判断本次迭代过程确定的接收通道波束增益与所述第一接收通道波束增益之间的增益误差是否大于增益误差阈值，若大于，则在未到达最大迭代次数的情况下，接收来自于所述第一波束方向区域的接收校准信号，并进行下次迭代过程，否则结束本次迭代过程。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基准波束方向的方位角和俯仰角均为零度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基准波束方向的方向角，与任一波束方向区域的方位角不同。
5.一种天线校准方法，其特征在于，有源天线阵列的发射通道波束权值矩阵对应的发射波束方向范围被划分为多个波束方向区域，一个波束方向区域对应至少一个发射波束方向，至少一个波束方向区域对应多个发射波束方向；所述方法包括：
有源天线阵列使用发射通道波束权值矩阵中基准波束方向的波束权值矢量发送发射校准信号，根据所述发射校准信号的接收序列得到所述有源天线阵列的N个发射通道的初始幅相误差矢量，根据所述初始幅相误差矢量更新发射校准信号以及发射通道波束权值矩阵中每个波束方向的波束权值矢量，并使用更新后的发射通道波束权值矩阵中所述基准波束方向的波束权值矢量发射更新后的发射校准信号，根据所述基准波束方向的波束权值矢量，对所述更新后的发射校准信号的接收序列进行波束合成，得到所述基准波束方向对应的第一发射通道波束增益；其中，一个发射波束方向的波束权值矢量包括该发射波束方向对应的N个发射通道的波束权值，N为大于1的整数；
所述有源天线阵列使用第一波束方向区域的方向角对应的波束权值矢量发送发射校准信号，使用发射通道波束权值矩阵中相应方向角的波束权值矢量，对所发送的发射校准信号的接收序列进行波束合成，得到所述第一波束方向区域对应的第二发射通道波束增益；若所述第二接收通道波束增益与所述第一接收通道波束增益之间的增益误差大于增益误差阈值，则进行最多K次发射通道校准迭代过程；其中，K为最大迭代次数，第一波束方向区域为所述多个波束方向区域中的一个。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述最多K次发射通道校准迭代过程中的每次迭代过程，所述有源天线阵列执行：
根据使用第一波束方向区域的方向角对应的波束权值矢量发送的发射校准信号的接收序列，得到所述有源天线阵列的N个接收通道在所述第一波束方向区域上的幅相误差矢量；
根据本次迭代过程确定的幅相误差矢量，更新发送校准信号以及发射通道波束权值矩阵中所述第一波束方向区域内的波束方向的波束权值矢量；
使用第一波束方向区域的方向角对应的波束权值矢量发送更新后的发射校准信号，并使用该方向角对应的波束权值矢量，对发射校准信号的接收序列进行波束合成，得到所述第一波束方向区域对应的发射通道波束增益；
判断本次迭代过程确定的发射通道波束增益与所述第一发射通道波束增益之间的增益误差是否大于增益误差阈值，若大于，则在未到达最大迭代次数的情况下，使用所述第一波束方向区域对应的方向角的波束权值矢量发送发射校准信号，并进行下次迭代过程，否则结束本次迭代过程。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基准波束方向的方位角和俯仰角均为零度。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述基准波束方向的方向角，与任一波束方向区域的方位角不同。
9.一种天线校准装置，其特征在于，应用于有源天线阵列，所述有源天线阵列的接收通道波束权值矩阵对应的接收波束方向范围被划分为多个波束方向区域，一个波束方向区域对应至少一个接收波束方向，至少一个波束方向区域对应多个接收波束方向；所述装置包括：
初始校准模块，用于根据有源天线阵列接收到的来自于基准波束方向的接收校准信号，得到所述有源天线阵列的N个接收通道在所述基准波束方向上的初始幅相误差矢量，根据所述初始幅相误差矢量更新接收通道波束权值矩阵中每个波束方向的波束权值矢量，并根据更新后的接收通道波束权值矩阵中所述基准波束方向的波束权值矢量，对所述基准波束方向的接收校准信号进行波束合成，得到所述基准波束方向对应的第一接收通道波束增益；其中，一个接收波束方向的波束权值矢量包括该接收波束方向对应的N个接收通道的波束权值，N为大于1的整数；
分区域校准模块，用于根据所述有源天线阵列接收到的来自于第一波束方向区域的接收校准信号，根据所述第一波束方向区域对应的方向角，使用接收通道波束权值矩阵中相应方向角的波束权值矢量，对所述第一波束方向区域的接收校准信号进行波束合成，得到所述第一波束方向区域对应的第二接收通道波束增益；若所述第二接收通道波束增益与所述第一接收通道波束增益之间的增益误差大于增益误差阈值，则根据来自于所述第一波束方向区域的接收校准信号进行最多K次接收通道校准迭代过程；其中，K为最大迭代次数，第一波束方向区域为所述多个波束方向区域中的一个。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述最多K次接收通道校准迭代过程中的每次迭代过程，所述分区域校准模块执行：
根据来自于所述第一波束方向区域的接收校准信号，得到所述有源天线阵列的N个接收通道在所述第一波束方向区域上的幅相误差矢量；
根据本次迭代过程确定的幅相误差矢量，更新接收通道波束权值矩阵中所述第一波束方向区域内的波束方向的波束权值矢量；
根据所述来自于第一波束方向区域的接收校准信号的方向角，使用更新后的接收通道波束权值矩阵中相应方向角的波束权值矢量，对所述来自于第一波束方向区域的接收校准信号进行波束合成，得到所述第一波束方向区域对应的接收通道波束增益；
判断本次迭代过程确定的接收通道波束增益与所述第一接收通道波束增益之间的增益误差是否大于增益误差阈值，若大于，则在未到达最大迭代次数的情况下，接收来自于所述第一波束方向区域的接收校准信号，并进行下次迭代过程，否则结束本次迭代过程。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述基准波束方向的方位角和俯仰角均为零度。
12.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述基准波束方向的方向角，与任一波束方向区域对应的方位角不同。
13.一种天线校准装置，其特征在于，应用于有源天线阵列，所述有源天线阵列的发射通道波束权值矩阵对应的发射波束方向范围被划分为多个波束方向区域，一个波束方向区域对应至少一个接收波束方向，至少一个波束方向区域对应多个发射波束方向；所述装置包括：
初始校准模块，用于根据有源天线阵列使用发射通道波束权值矩阵中基...
【专利技术属性】
技术研发人员：马静艳，王世华，段滔，伍坚，王杰丽，
申请(专利权)人：大唐移动通信设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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