实现大规模MIMO收发机相位校准功能的系统、方法、装置、处理器及其可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种实现大规模MIMO收发机相位校准功能的系统，包括MIMO收发机、信号源和矢量网络分析仪，校准MIMO收发机的发射相位时，信号源的输出端与第一端口相连接，MIMO收发机的发射通道TX1至TXn逐个连接至第二端口；校准MIMO收发机的接收相位时，一分二功分器的一路输出连接至第一端口，另一路输出逐个切换连接至MIMO收发机的接收通道RX1至RXn。本发明专利技术还涉及一种实现大规模MIMO收发机相位校准处理的方法、装置、处理器及存储介质。采用了本发明专利技术的实现大规模MIMO收发机相位校准功能的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，解决了大规模MIMO系统自身基准通道相位抖动引入的相位误差较大，以及相位校准值可靠性问题，保证了大规模MIMO收发机系统的相位一致性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
实现大规模MIMO收发机相位校准功能的系统、方法、装置、处理器及其可读存储介质


[0001]本专利技术涉及通信测量仪器校准
，尤其涉及大规模MIMO系统的校准
，具体是指一种实现大规模MIMO收发机相位校准功能的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]多输入多输出MIMO(Multiple
‑
Input Multiple
‑
Output)是5G通信的使能技术之一，具体指在无线通信领域使用多天线发送和接收信号的技术。通过增加发射天线数和接收天线数，在不增加系统带宽的条件下，可有效提升通信系统容量。
[0003]时分双工TDD(Time Division Duplexing)是目前5G的主流传输方案，相对于频分双工FDD(Frequency Division Duplexing)最大的优势是频谱开销降低了一半。TDD传输方案可以利用信道互易性，基站侧获取准确的信道状态信息CSI(Channel State Information)再进行下行预编码，保证了通信的可靠性。
[0004]然而，在实际通信中，完整的通信信道不仅包含空中的无线信道，还包括了MIMO发射机及接收机中的射频电路，射频电路中的相位不一致性会破会通信信道的互易性。通过对射频电路的相位校准，可以使得MIMO收发机的相位一致性收敛，从而尽可能的提升通信信道的互易性。相较于4G中的几根天线，5G通信系统中的天线数达到了128甚至256根，即对应了128或256个射频发射通道和射频接收通道。显然，更多通道数必然要求更高可靠的相位一致性校准。
[0005]以射频发射机为例，单个射频发射通道的主要构成如图1所示，包含混频器、本振源及功率放大器。如图2所示，输入信号x(t)＝cos(w1t)，本振信号LO(t)＝cos(w2t+θ(t))，其中θ(t)为本振源相位抖动，则输出信号为y＝x(t)
·
LO(t)＝0.5cos((w2‑
w1)t+θ(t))+
…
，可见本振源的相位抖动直接叠加到射频发射通道。同理，本振源的相位抖动也会直接叠加到射频接收通道。
[0006]一般面向民用的通信系统都需要考虑降成本，尤其大规模MIMO通信系统，因通道数很多则更需要考虑使用性价比高的器件，因而选用器件性能都比较普通。系统中的本振源受相位噪声的影响，自身的相位抖动则比较大。相位抖动与相位噪声的关系如下：
[0007][0008]其中即为相位抖动，L(Δf)为本振源相位噪声功率谱密度，可见相位噪声越差，相位抖动也越大。而相位噪声直接受价格的影响，越便宜的本振源相位噪声越差，导致相位抖动也越大。
[0009]MIMO发射机的相位校准中，传统的方法如图2所示，以其中一个通道作为基准连接至矢量网络分析仪1端口，逐个切换其余发射通道连接至矢量网络分析仪2端口，矢网内部2端口收到的信号相对于1端口的相位差，作为该端口的相位校准值。从前文可以看出，以其
中一个通道作为基准，基准自身的相位抖动就会影响到其它端口的相位准确度，从而影响MIMO发射机的相位一致性。
[0010]MIMO接收机的相位校准中，信号源输出信号经过功分器一分为二，一路连接至RX1作为基准通道，另一路逐个连接至剩余接收通道，基带内部检测当前连接的RXi端口相对于RX1端口的相位差作为该端口的相位校准值。该方法同样存在基准自身相位抖动误差叠加到其它接收通道校准中的问题，影响了MIMO接收机的相位一致性。
[0011]如何解决自身相位抖动导致的相位校准误差，获得更可靠的相位校准值，保证大规模MIMO系统更高的相位一致性显得尤为重要。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足可靠性好、相位一致性高、适用范围较为广泛的实现大规模MIMO收发机相位校准功能的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
[0013]为了实现上述目的，本专利技术的实现大规模MIMO收发机相位校准功能的系统、方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：
[0014]该实现大规模MIMO收发机相位校准功能的系统，其主要特点是，所述的系统包括MIMO收发机、信号源和矢量网络分析仪，
[0015]在校准MIMO收发机的发射相位时，所述的信号源的输出端与矢量网络分析仪的第一端口相连接，所述的MIMO收发机的发射通道TX1至TXn逐个连接至矢量网络分析仪的第二端口；
[0016]在校准MIMO收发机的接收相位时，所述的系统还包括一分二功分器，所述的一分二功分器的输入端与信号源的输出端相连，所述的一分二功分器的其中一路输出连接至矢量网络分析仪的第一端口，另一路输出逐个切换连接至MIMO收发机的接收通道RX1至RXn，所述的MIMO收发机的输出端与矢量网络分析仪的第二端口相连接。
[0017]较佳地，所述的系统在校准MIMO收发机的发射相位时，所述的信号源的输出信号作为基准通道，所述的矢量网络分析仪检测并计算得到矢量网络分析仪的第二端口接收的信号与矢量网络分析仪的第一端口的信号的相位差Δ
TXi
，并将其作为当前TXi通道的相位差。
[0018]较佳地，所述的校准MIMO收发机的发射相位时计算相位差Δ
TXi
，具体为：
[0019]根据以下公式在校准MIMO收发机的发射相位时计算相位差Δ
TXi
：
[0020]Δ
TXi
＝Δ
TX
‑
i
‑
Δ
generator
；
[0021]其中，Δ
TX
‑
i
为矢量网络分析仪的第二端口检测的来自发射通道TXi的信号相位，Δ
generator
为矢量网络分析仪的第一端口检测的来自信号源的信号相位。
[0022]较佳地，所述的系统在校准MIMO收发机的接收相位时，所述的MIMO收发机的接收通道RX1作为基准通道，所述的矢量网络分析仪检测并计算得到矢量网络分析仪的第二端口接收的信号与矢量网络分析仪的第一端口的信号的相位差Δ
RXi
，并将其作为当前RXi通道的相位差。
[0023]较佳地，所述的校准MIMO收发机的接收相位时计算相位差Δ
RXi
，具体为：
[0024]根据以下公式在校准MIMO收发机的接收相位时计算相位差Δ
RXi
：
[0025]Δ
RXi
＝Δ
RX
‑
i
+Δ
BB
+Δ
TX
‑
N
‑
Δ
generator
；
[0026]其中，Δ
RX
‑
i
为接收通道RXi的相位误差，Δ
BB
为基带里数字本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现大规模MIMO收发机相位校准功能的系统，其特征在于，所述的系统包括MIMO收发机、信号源和矢量网络分析仪，在校准MIMO收发机的发射相位时，所述的信号源的输出端与矢量网络分析仪的第一端口相连接，所述的MIMO收发机的发射通道TX1至TXn逐个连接至矢量网络分析仪的第二端口；在校准MIMO收发机的接收相位时，所述的系统还包括一分二功分器，所述的一分二功分器的输入端与信号源的输出端相连，所述的一分二功分器的其中一路输出连接至矢量网络分析仪的第一端口，另一路输出逐个切换连接至MIMO收发机的接收通道RX1至RXn，所述的MIMO收发机的输出端与矢量网络分析仪的第二端口相连接。2.根据权利要求1所述的实现大规模MIMO收发机相位校准功能的系统，其特征在于，所述的系统在校准MIMO收发机的发射相位时，所述的信号源的输出信号作为基准通道，所述的矢量网络分析仪检测并计算得到矢量网络分析仪的第二端口接收的信号与矢量网络分析仪的第一端口的信号的相位差Δ
TXi
，并将其作为当前TXi通道的相位差。3.根据权利要求2所述的实现大规模MIMO收发机相位校准功能的系统，其特征在于，所述的校准MIMO收发机的发射相位时计算相位差Δ
TXi
，具体为：根据以下公式在校准MIMO收发机的发射相位时计算相位差Δ
TXi
：Δ
TXi
＝Δ
TX
‑
i
‑
Δ
generator
；其中，Δ
TX
‑
i
为矢量网络分析仪的第二端口检测的来自发射通道TXi的信号相位，Δ
generator
为矢量网络分析仪的第一端口检测的来自信号源的信号相位。4.根据权利要求1所述的实现大规模MIMO收发机相位校准功能的系统，其特征在于，所述的系统在校准MIMO收发机的接收相位时，所述的MIMO收发机的接收通道RX1作为基准通道，所述的矢量网络分析仪检测并计算得到矢量网络分析仪的第二端口接收的信号与矢量网络分析仪的第一端口的信号的相位差Δ
RXi
，并将其作为当前RXi通道的相位差。5.根据权利要求4所述的实现大规模MIMO收发机相位校准功能的系统，其特征在于，所述的校准MIMO收发机的接收相位时计算相位差Δ
RXi
，具体为：根据以下公式在校准MIMO收发机的接收相位时计算相位差Δ
RXi
：Δ
RXi
＝Δ
Rx
‑
i
+Δ
BB
+Δ
TX
‑
n
‑
Δ
generator
；其中，Δ
RX
‑
i
为接收通道RXi的相位误差，Δ
BB
为基带里数字信号数据流的固定相位误差，Δ
TX
‑
n
为发射通道TXn的固定相位误差，Δ
BB
和Δ
TX
‑
n
误差均为固定值。6.一种基于权利要求1所述的系统实现大规模MIMO收发机相位校准处理的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：解建红，刘景鑫，
申请(专利权)人：创远信科上海技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：