实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及一种实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法，包括通过有源电路校准和无源电路校准，根据射频数控衰减器线性特点，校准射频通路中放大器和直通通路的频响，以及个别频点的数控衰减器频响；根据已有校准数据进行数据计算，处理得到完整的MIMO信道模拟器接收机校准表。本发明专利技术还涉及一种实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的系统。采用了本发明专利技术的实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法及其系统，单通道信道模拟器接收机的校准时间提升10‑20倍，尤其适用于大规模MIMO的发射机功率校准。本发明专利技术解决了大规模MIMO信道模拟器接收机校准时间和功率准确度之间的矛盾，即降低了校准总时长，同时又保证了功率准确度。

【技术实现步骤摘要】
实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法及其系统
本专利技术涉及通信测量仪器校准
，尤其涉及MIMO信道模拟器领域，具体是指一种实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法及其系统。
技术介绍
5GMIMO信道模拟器天线数达到128甚至256，相应于MIMO信道模拟器接收机通道数有128个或256个。接收功率准确度是衡量信道模拟器接收机性能的重要指标之一，其主要取决于接收机中的射频电路。理论上，对不同频率、不同输入功率遍历校准，可以保证信道模拟器接收机的功率准确度最优。然而，对于256通道的MIMO系统，如果依然采用遍历校准，则校准时间将会因为乘以256倍而必然不可取。如何在校准总时长和功率准确度之间折中显得相当重要。因此使用传统的遍历校准方案已不再适用于5GMIMO系统。在保证功率准确度的前提下，如何快速实现MIMO信道模拟器接收机的功率校准亟待解决。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足准确度高、误差小、适用范围较为广泛的实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法及其系统。为了实现上述目的，本专利技术的实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法及其系统如下：该实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：(1)通过有源电路校准和无源电路校准，根据射频数控衰减器线性特点，校准射频通路中放大器和直通通路的频响，以及个别频点的数控衰减器频响；(2)根据已有校准数据进行数据计算，处理得到完整的MIMO信道模拟器接收机校准表。较佳地，所述的步骤(1)中的有源电路校准包含开关放大电路，具体为放大电路和直通通路的校准，具体包括以下处理过程：(1-1.1)保持无源数控衰减器配置为衰减为“0”；(1-1.2)对不同的频率，调整信号源功率校准放大器在几种状态下的功率值，使FPGA接收到的功率为固定值。较佳地，所述的步骤(1)中的无源电路校准包含数控衰减器校准，具体包括以下步骤：(2-1.1)校准整个频率区间的首尾两个频点的数控衰减器频响；(2-1.2)对首尾两个频率点，调整信号源功率校准数控衰减器不同衰减值下的功率值，使FPGA接收到的功率为固定值。较佳地，所述的步骤(2)具体为：(2.1)将待校准的功率范围，根据放大器个数分成多个档位，通过数控衰减器值计算所述的多个档位之间的补充输入功率衰减值；(2.2)去除掉超出功率范围或相同输入功率下配置不合理的校准配置，形成完整的单通道信道模拟器接收机校准数据表。较佳地，所述的多个档位为“11”至“01”功率档、“01”至“00”功率档，以及“00”至上限功率档。较佳地，所述的步骤(2)中计算补充输入功率衰减值，具体包括以下步骤：根据以下公式计算补充输入功率衰减值：Pn(i)(j)＝Pn(i)(0)+Δn(i)(j)；其中，n为档位值，fL为起始频率，fH为终止频率，(i)为频率值，i∈[fL，fH]，(j)为数控衰减器的理论衰减值。该实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的系统，其主要特点是，所述的系统包括：第一开关放大电路、第二开关放大电路、数控衰减电路、解调电路、本振电路、两个ADC模数转换电路和FPGA电路，所述的第一开关放大电路、第二开关放大电路、数控衰减电路和解调电路依次相连接，本振电路的输出端与解调电路相连，所述的两个ADC模数转换电路的输入端均与解调电路相连接，且输出端均与FPGA电路相连接。采用了本专利技术的实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法及其系统，解决了大规模MIMO信道模拟器接收机功率校准的算法问题。使用本专利技术方法，使用本专利技术方法，单通道信道模拟器接收机的校准时间提升10-20倍，尤其适用于大规模MIMO的发射机功率校准。本专利技术解决了大规模MIMO信道模拟器接收机校准时间和功率准确度之间的矛盾。使用本专利技术方法，即降低了校准总时长，同时又保证了功率准确度。附图说明图1为本专利技术的实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的系统的MIMO信道模拟器接收机零中频架构框图。图2为本专利技术的实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的系统的MIMO信道模拟器接收机校准仪器连接示意图。图3为本专利技术的实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法的单通道信道模拟器接收机快速校准曲线图。图4为本专利技术的实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法的使用本专利技术校准方法验证的功率准确度直方图。具体实施方式为了能够更清楚地描述本专利技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。该实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：(1)通过有源电路校准和无源电路校准，根据射频数控衰减器线性特点，校准射频通路中放大器和直通通路的频响，以及个别频点的数控衰减器频响；(2)根据已有校准数据进行数据计算，处理得到完整的MIMO信道模拟器接收机校准表。较佳地，所述的步骤(1)中的有源电路校准包含开关放大电路，具体为放大电路和直通通路的校准，具体包括以下处理过程：(1-1.1)保持无源数控衰减器配置为衰减为“0”；(1-1.2)对不同的频率，调整信号源功率校准放大器在几种状态下的功率值，使FPGA接收到的功率为固定值。较佳地，所述的步骤(1)中的无源电路校准包含数控衰减器校准，具体包括以下步骤：(2-1.1)校准整个频率区间的首尾两个频点的数控衰减器频响；(2-1.2)对首尾两个频率点，调整信号源功率校准数控衰减器不同衰减值下的功率值，使FPGA接收到的功率为固定值。较佳地，所述的步骤(2)具体为：(2.1)将待校准的功率范围，根据放大器个数分成多个档位，通过数控衰减器值计算所述的多个档位之间的补充输入功率衰减值；(2.2)去除掉超出功率范围或相同输入功率下配置不合理的校准配置，形成完整的单通道信道模拟器接收机校准数据表。较佳地，所述的多个档位为“11”至“01”功率档、“01”至“00”功率档，以及“00”至上限功率档。较佳地，所述的步骤(2)中计算补充输入功率衰减值，具体包括以下步骤：根据以下公式计算补充输入功率衰减值：Pn(i)(j)＝Pn(i)(0)+Δn(i)(j)；其中，n为档位值，fL为起始频率，fH为终止频率，(i)为频率值，i∈[fL，fH]，(j)为数控衰减器的理论衰减值。本专利技术的该实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的系统，其中包括：第一开关放大电路、第二开关放大电路、数控衰减电路、解调电路、本振电路、两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：/n(1)通过有源电路校准和无源电路校准，根据射频数控衰减器线性特点，校准射频通路中放大器和直通通路的频响，以及个别频点的数控衰减器频响；/n(2)根据已有校准数据进行数据计算，处理得到完整的MIMO信道模拟器接收机校准表。/n

【技术特征摘要】
1.一种实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)通过有源电路校准和无源电路校准，根据射频数控衰减器线性特点，校准射频通路中放大器和直通通路的频响，以及个别频点的数控衰减器频响；
(2)根据已有校准数据进行数据计算，处理得到完整的MIMO信道模拟器接收机校准表。


2.根据权利要求1所述的实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中的有源电路校准包含开关放大电路，具体为放大电路和直通通路的校准，具体包括以下处理过程：
(1-1.1)保持无源数控衰减器配置为衰减为“0”；
(1-1.2)对不同的频率，调整信号源功率校准放大器在几种状态下的功率值，使FPGA接收到的功率为固定值。


3.根据权利要求1所述的实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)中的无源电路校准包含数控衰减器校准，具体包括以下步骤：
(2-1.1)校准整个频率区间的首尾两个频点的数控衰减器频响；
(2-1.2)对首尾两个频率点，调整信号源功率校准数控衰减器不同衰减值下的功率值，使FPGA接收到的功率为固定值。


4.根据权利要求1所述的实现MIMO信道模拟器射频接收机功率校准及数据处理的方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体为：
(2.1)将待校准的功率范围，根据放大器个数...

【专利技术属性】
技术研发人员：解建红，江文冲，刘景鑫，
申请(专利权)人：东南大学，上海创远仪器技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32