有源天线阵列以及用于有源天线阵列校准的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于移动通信网络的有源天线阵列(10)，其包括多个接收路径(30-1，…，30-N)，用于产生探测信号(110)的控制单元(105)，以及用于将所述探测信号(110)耦合到多个接收路径(30-1，…，30-N)的至少一个的耦合器，开关(190)，用于在其中一个接收器(Rx)与校准单元之间切换所述多个接收路径(30-1，…，30-N)的其中一个的输出。本发明专利技术还提供一种用于校准有源天线阵列(10)的方法，其包括产生(210)初始探测信号，将所述初始探测信号(110)耦合到多个接收路径(30-1，…，30-N)的至少一个以产生调节了的探测信号(110’)，将所述调节了的探测信号(110’)与所述初始探测信号(110)比较(220)，从而产生(225)校正系数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域涉及一种有源天线阵列以及一种用于有源天线阵列校准的方法。
技术介绍
在过去二十年移动通信网络的使用已经增加。移动通信网络的运营商已经增加了基站的数量以满足移动通信网络的用户对服务的日益增长的需求。移动通信网络的运营商希望降低基站的运营成本。做这个工作的一个选择是将无线电系统实施为形成有源天线阵列的天线嵌入无线电。天线嵌入无线电的许多部件可以实施在一个或更多芯片上。在天线嵌入无线电中的多接收路径需要在接收路径上行进的信号的相位、延迟、幅度方面进行同步。建立在信号的相位、延迟和幅度方面的变化的已知技术包括将称为探测信号的已知信号注入到一个或更多接收路径中，并且基于探测信号与接收信号的比较， 可以估算在接收路径中的信号的相位、延迟和幅度变化。这样允许通过产生准备应用到沿着多个接收路径接收的接收信号的校正系数来校准接收路径。探测信号可以具有在载波信号频谱中的相同频率或者不同于载波信号频谱的频率。在第一种情况中(探测信号的频率在载波信号频谱中)，必须正确地调整探测信号的功率。如果探测信号的功率太高，那么载波信号的质量会降低。另一方面，如果探测信号的功率太低，那么相位、延迟和幅度变化的测量值的质量会太低。如果探测信号定位在不同于载波信号频谱的频谱中，那么在接收路径中的模拟接收滤波器的频率和相位响应在不同频率处可以稍微不同。这样表示，在探测信号的频率处测量的信号的相位、延迟和幅度的测量结果会稍微不同于在载波信号的频率处测量的信号的相位、延迟和幅度的测量结果。此外，必须保证探测信号的频率不同于可以在天线嵌入无线电处测量的其他载波信号的任何频率。还具有风险，在天线嵌入无线电中的拦截器可以拦截某些频带，并且因此影响误差测量的质量。最后探测信号会非故意地被从接收天线传播，并且然后可以在另一个(未连接的)接收器的接收端口处探测到，其会违反规则。另一个已知解决方案是使用宽带频谱，例如扩展频谱，探测信号靠近或者低于载波信号的噪声基底。为了避开拦截器，需要有极其长的探测信号扩展码以便具有足够的扩频增益。
技术实现思路
本专利技术的有源天线阵列包括多个接收路径，用于产生探测信号的控制单元，以及用于将所述探测信号耦合到所述多个接收路径的至少一个的耦合器。至少一个开关设置在所述多个接收路径的其中一个中，用于在其中一个接收器与校准单元之间切换所述多个接收路径的所述一个。该开关允许所述探测信号通过所述接收路径每个以使得能够分开地校准所述接收路径。在本专利技术的一个方面中，所述有源天线阵列包括功率计，用于监视在所述多个接收路径的至少一个上的接收信号的平均功率。这样允许所述探测信号的功率保持在不干扰所述接收信号的水平。所述有源天线阵列可以还包括功率控制，用于产生功率偏置信号并且将所述功率偏置信号叠加到所述探测信号。本专利技术还教导一种用于校准有源天线阵列的方法，其包括产生初始探测信号，将所述初始探测信号耦合到多个接收路径的至少一个以产生调节了的探测信号并且将所述调节了的探测信号与所述初始探测信号比较，从而产生校正系数。所述校正系数可以在数字信号处理器中应用到所述接收信号以校正沿着所述各个接收路径的相位、延迟和幅度的变化。所述方法可以还包括测量在所述多个接收路径的至少一个上的接收信号的功率，并且将偏置功率信号叠加到所述初始探测信号。所述调节了的探测信号与所述初始探测信号的比较包括存储所述初始探测信号的初始值以及存储所述调节了的探测信号的调节值并且将所述初始值与调节值比较。 附图说明图I表示使用用于校准单个信号接收路径的系统的有源天线阵列的实例。图2表示使用于校准单个接收路径的方法的概图。图3表示有源天线阵列的另一个方面。具体实施例方式现在将在附图的基础上描述本专利技术。可以理解，本文描述的本专利技术的实施例和方面仅为示例并且不以任何方式限制权利要求的保护范围。本专利技术由权利要求以及它们的等同物限定。可以理解，本专利技术的一个方面或实施例的特征可以与本专利技术的不同方面和/或实施例组合。图I表示本专利技术的一个方面的示例一在这个实例中一用于通过产生校正系数校准在有源天线阵列10中的单个接收路径30-1。有源天线阵列10具有连接到多个收发器25的多个天线元件20 (仅其中一个20-1显示在图I中)。在图I所示的方面中，仅示出其中一个收发器25并且标记为25-1。可以认识到，本专利技术的教导是具有任何数量收发器25的有源天线阵列10关联。一般具有8个或16个收发器25。收发器25-1具有接收路径30-1和发射路径50_1。接收路径30_1和发射路径50-1两者通过开关40-1连接到天线元件20。开关40-1的功能是用来在发射路径50_1上发射的发射信号与从天线元件20接收并且传输到接收路径30-1的接收信号之间切换天线元件20。有源天线阵列10具有数字信号处理器100。数字信号处理器100被使用以产生用于在天线元件20上发射的发射信号并且被使用以处理从天线元件20接收的接收信号。在本专利技术中在数字信号处理器100中的波束成形块107将使用如后面描述那样计算的校正系数，以计算在接收路径30-1上接收的接收信号上的相位、延迟和幅度变化。该功能已经在Ubidyne (尤比戴尼有限公司)的共同未定申请中描述，并且在此将不详细描述。有源天线阵列10进一步具有控制单元105，它的功能是产生探测信号110。控制单元105连接到第一 FIFO存储器120和功率控制器130。功率控制器130连接到辅助收发器27。探测信号110从功率控制器130接收并且由数字模拟控制器(DAC) 140转换成模拟信号，并且沿着辅助发射路径145传输到输出146，并且然后传输到多路开关150。应该注意，在该阶段，辅助收发器27还包括接收路径，但是这在本专利技术的这个方面中不被使用。多路开关150接收探测信号110作为输入并且切换探测信号110到多个收发器25-1、25-2、…、25-N的其中一个。在图I描述的方面中，探测信号110通过耦合器155传输到收发器25的第一个25-1的双工滤波器40-1。应该注意，多路开关150具有多个其他输出，其在附图中标记为传输到多个收发器25-2、…、25-N的其他收发器。在第一收发器25-1中，探测信号110传输到接收路径30_1并且然后传输到模拟数字转换器160-1。探测信号110 (现在以数字的形式)进一步传输到数字信号处理器100用于处理或者传输到第二 FIFO存储器180。功率计170在数字域中测量在接收路径30_1上的功率并且传输功率测量的结果到控制单元105。开关190由来自控制单元105的信号控制。 第一 FIFO存储器120和第二 FIFO存储器180两者连接到处理器100的控制单元105，并且可以互相比较结果，如下面将讨论的，以便校准用于沿着收发器25-1接收的信号的校正值。第一 FIFO存储器120和第二 FIFO存储器180连同控制单元105 —起集中地形成校准单元。图2表示使用于测量和因此计算用于沿着收发器25-1接收的信号的相位、延迟和幅度的补偿值的方法。在第一步骤200中，控制单元105接收触发信号以指示需要开始的测量。在步骤205中，控制单元105通过功率计170读取在接收路径30_1上的接收信号的功率Prx。控制单元105使用该功率测量Prx本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰尼斯·施莱，
申请(专利权)人：尤比戴尼有限公司，
类型：
国别省市：