【技术实现步骤摘要】
一种基于混合波束赋形架构的校准补偿方法及装置
本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种基于混合波束赋形架构的校准补偿方法及装置。
技术介绍
混合波束赋形架构是第五代移动通信(FifthGeneration，5G)毫米波大规模天线阵列的关键技术之一，该架构能够有效利用数字波束赋形和模拟波束赋形的优势，使用较少硬件成本实现和数字波束赋形接近的性能。在混合波束赋形架构下如何实现各通道幅相的校准补偿，保证天线阵列波束赋形功能的有效性，是5G技术需要面临和解决的一个重要问题。现有方案一般基于纯数字波束赋形架构，单数字通道连接单模拟通道，即，一个数字通道对应一个模拟通道，通过计算发射的校准信号序列和接收的校准信号序列之间的幅相差异进行信道估计，再将信道估计结果在数字基带处理部分做校准补偿。然而，针对数字波束赋形和模拟波束赋形结合的混合波束赋形架构，由于一个数字通道对应多个模拟通道，在进行校准补偿时，每一个数字通道需要对多个模拟通道分别进行校准补偿，即，在具有多个数字通道的情况下，需要多次切换各模拟通道的校准端口的开关状态，才能完成各组模拟通道的幅相误差估计和校准补偿。因此，该方法不仅切换次数多，且每次切换都要计算各组中的模拟通道的幅相差异，运算资源占用较多，难以直接运用。因此，需要设计一种基于混合波束赋形架构的校准补偿方法以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于混合波束赋形架构的校准补偿方法及装置，以提高校准补偿的准确性和有效性。一种基于混合波束赋形架构的校准补偿方法...
【技术保护点】
1.一种基于混合波束赋形架构的校准补偿方法，其特征在于，包括：/n基站确定预设的校准权矢量矩阵W以及预设的第一校准信号矩阵S，其中，W
【技术特征摘要】
1.一种基于混合波束赋形架构的校准补偿方法，其特征在于，包括：
基站确定预设的校准权矢量矩阵W以及预设的第一校准信号矩阵S，其中，WHW＝NIN，SHS＝NIP，其中，IN和IP分别表示N维单位矩阵和P维单位矩阵，所述N为一个数字发射通道对应的模拟发射通道的总数目，P表示数字发射通道的总数目；
基站连续N次通过各个数字发射通道对应的模拟发射通道，发送所述第一校准信号矩阵S中对应的校准信号，其中，每一次发送，使用所述校准权矢量矩阵W中的一个校准权矢量；
基站基于获得的所有接收信号构建相应的第一接收数据矢量矩阵YTX，并根据所述校准权矢量矩阵W、所述第一校准信号矩阵S和所述第一接收数据矢量矩阵YTX，计算相应的发射通道误差矩阵ETX；
基站根据所述发射通道误差矩阵ETX中包含的各个元素，分别对相应的模拟发射通道进行误差补偿。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基站预设所述校准权矢量矩阵W，包括：
基站根据预设的波束扫描范围设置N个校准权矢量，w1，w2，…，wN，所述N个校准权矢量满足以及||wm||2＝||wn||2＝N，1≤m,n≤N，m≠n，其中“[·]H”表示共轭转置运算，“||·||2”表示2范数运算；
基站根据所述N个校准权矢量，构建所述校准权矢量矩阵W，所述校准权矢量矩阵W满足WHW＝NIN。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基站预设所述第一校准信号矩阵S，包括：
基站采用ZC序列构建P个校准信号，s1(t)，s2(t)，…，sP(t)，所述P个校准信号满足1≤p≤P，1≤m,n≤N，m≠n，其中，E{}表示数学期望运算，表示预设的功率值，“*”表示共轭运算；
基站根据所述P个校准信号，构建所述第一校准信号矩阵S，所述第一校准信号矩阵S满足SHS＝NIP。
4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，基站连续N次通过各个数字发射通道对应的模拟发射通道，发送所述第一校准信号矩阵S中对应的校准信号，其中，每一次发送，使用所述校准权矢量矩阵W中的一个校准权矢量，包括：
基站分别采用所述校准权矢量矩阵W中包含的每一个校准权矢量，执行以下操作：
基站读取一个校准权矢量，并采用当前读取的一个校准权矢量，通过各个数字发射通道对应的模拟发射通道，分别发送所述第一校准信号矩阵S中对应的校准信号，其中，一个数字发射通道对应的模拟发射通道用于发送第一校准信号矩阵S中的一种校准信号。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，基站基于获得所有的接收信号构建相应的第一接收数据矢量矩阵YTX，包括：
基站每获得一个接收信号，基于公式获得相应的接收数据向量，其中，xn表示接收信号，yn表示接收数据矢量，1≤n≤N，表示对所述接收信号xn进行矩阵转置运算，SH表示对所述第一校准信号矩阵S进行共轭转置运算；
基站基于获得的所有接收数据向量，构建相应的第一接收数据矢量矩阵YTX。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括：
基站连续N次通过各个数字发射通道对应的模拟发射通道，发送所述第一校准信号矩阵S中对应的校准信号；
基站接收对应的目标接收信号x0；
基站对所述第一校准信号矩阵S和目标接收信号x0，进行时频转换，获得对应的校准信号频域序列Sp和接收信号频域序列集合
基站基于获得的所述校准信号频域序列Sp和所述接收信号频域序列集合计算相应的发射通道频域校准补充误差矢量Hp，p＝1,2，…,P；
基站根据所述发射通道频域校准补充误差矢量Hp，p＝1,2，…,P中包含的各个通道误差值，分别对相应的数字发射通道进行误差补偿。
7.一种基于混合波束赋形架构的校准补偿方法，其特征在于，包括：
基站确定预设的校准权矢量矩阵W以及预设的校准信号s0，其中，WHW＝NIN，所述N为一个数字接收通道对应的模拟接收通道的总数目；
基站连续N次通过所述模拟接收通道接收所述校准信号s0，其中，每一次接收，使用所述校准权矢量矩阵W中的一个校准权矢量；
基站基于获得的所有接收信号构建相应的第二接收数据向量矩阵YRX，并根据所述校准信号s0和所述第二接收数据向量矩阵YRX，计算相应的接收通道误差矩阵ERX；
基站根据所述接收通道误差矩阵ERX中包含的各个元素，分别对相应的模拟接收通道进行误差补偿。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，基站预设所述校准权矢量矩阵W，包括：
基站根据预设的波束扫描范围设置N个校准权矢量，w1，w2，…，wN，所述N个校准权矢量满足以及||wm||2＝||wn||2＝N，1≤m,n≤N，m≠n，其中“[·]H”表示共轭转置运算，“||·||2”表示2范数运算；
基站根据所述N个校准权矢量，构建所述校准权矢量矩阵W，所述校准权矢量矩阵W满足WHW＝NIN。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，基站预设所述校准信号s0，包括：
基站采用ZC序列构建一个校准信号s0。
10.如权利要求7、8或9所述的方法，其特征在于，基站连续N次通过所述模拟接收通道，接收所述校准信号s0，其中，每一次接收，使用所述校准权矢量矩阵W中的一个校准权矢量，包括：
基站分别采用所述校准权矢量矩阵W中包含的每一个校准权矢量，执行以下操作：
基站读取一个校准权矢量，并采用当前读取的一个校准权矢量，通过各个数字接收通道对应的模拟接收通道，分别接收所述校准信号s0。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，基站基于获得的所有接收信号构建相应的第二接收数据向量矩阵YRX，包括：
基站获得接收信号后，基于公式获得相应的接收数据向量，其中，Xn表示接收信号矩阵，yn表示接收数据矢量，1≤n≤N，表示对所述校准信号s0进行共轭转置运算；
基站基于获得的所有接收数据向量，构建相应的第二接收数据向量矩阵YRX。
12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括：
基站连续N次通过各个数字接收通道对应的模拟接收通道，接收所述校准信号s0；
基站接收对应的第二目标接收信号
基站对所述校准信号s0和第二目标接收信号进行时频转换，获得对应的校准信号频域序列S0和接收信号频域序列集合
基站基于获得的所述校准信号频域序列S0和所述接收信号频域序列集合计算相应的接收通道频域校准补充误差矢量Hp，p＝1,2，…,P；
基站根据所述接收通道频域校准补充误差矢量Hp，p＝1,2，…,P中包含的各个通道误差值，分别对相应的数字接收通道进行误差补偿。
13.一种基于混合波束赋形架构的校准补偿装置，其特征在于，包括：
确定单元，用于确定预设的校准权矢量矩阵W以及预设的第一校准信号矩阵S，其中，WHW＝NIN，SHS＝NIP，其中，IN和IP分别表示N维单位矩阵和P维单位矩阵，所述N为一个数字发射通道对应的模拟发射通道的总数目，P表示数字发射通道的总数目；
发射单元，用于连续N次通过各个数字发射通道对应的模拟发射通道，发送所述第一校准信号矩阵S中对应的校准信号，其中，每一次发送，使用所述校准权矢量矩阵W中的一个校准权矢量；
计算单元，用于基于获得的所有接收信号构建相应的第一接收数据矢量矩阵YTX，并根据所述校准权矢量矩阵W、所述第一校准信号矩阵S和所述第一接收数据矢量矩阵YTX，计算相应的发射通道误差矩阵ETX；
处理单元，用于根据所述发射通道误差矩阵ETX中包含的各个元素，分别对相应的模拟发射通道进行误差补偿。
14.如权利要求13所述的装置，其特征在于，预设所述校准权矢量矩阵W，所述确定单元用于：
根据预设的波束扫描范围设置N个校准权矢量，w1，w2，…，wN，所述N个校准权矢量满足以及||wm||2＝||wn||2＝N，1≤m,n≤N，m≠n，其中“[·]H”表示共轭转置运算，“||·||2”表示2范数运算；
根据所述N个校准权矢量，构建所述校准权矢量矩阵W，所述校准权矢量矩阵W满足WHW＝NIN。
15.如权利要求13所述的装置，其特征在于，预设所述第一校准信号矩阵S，所述确定单元用于：
采用ZC序列构建P个校准信号，s1(t)，s2(t)，…，sP(t)，所述P个校准信号满足1≤p≤P，1≤m,n≤N，m≠n，其中，E{}表...
【专利技术属性】
技术研发人员：马静艳，王世华，段滔，伍坚，张永丽，
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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