一种天线校准方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种天线校准方法和系统，以解决现有校准方法中得到的校准因子不准确，无法准确校准天线的问题。其中，方法包括：对于天线阵列中的每个天线，在一个天线校准周期内执行N次信道估计，获取各次信道估计得到的反映天线幅度及相位特性的矢量Rk；针对天线k，依次判断第i次信道估计得到的矢量Rki和第j次信道估计得到的矢量Rkj组成的矢量对是否满足预设条件；统计满足所述预设条件的矢量对的个数；依据满足预设条件的矢量对的个数确定天线k的有效矢量；依据有效矢量计算天线k的校准因子，并依据校准因子对天线k进行校准。本发明专利技术能够使计算出的校准因子更加准确，提高天线校准的准确性和可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信
，特别是涉及一种天线校准方法和系统。
技术介绍
智能天线是时分(Time Divisi0n TD)系统的关键技术之一,依赖于智能天线实现波束赋形可以有效降低用户间的干扰，波束赋形的主要过程为上行接收通过各天线的相位关系来判断终端来波方向，下行再根据来波方向进行赋形。由于自身硬件原因以及温度等外界因素，智能天线系统各通道之间的相位及幅度 是有偏差的。因此，为了有效地实现智能天线的功能，就需要周期性地对天线阵列进行天线校准，补偿各工作通道之间的相位和幅度偏差。目前的天线校准方法主要包括以下两种(I)在一个校准周期内进行一次信道估计，由一次信道估计得到的通道的相位、幅度偏差计算校准因子，然后利用校准因子对天线进行校准。但是，这种方法只进行一次信道估计，其得到的通道相位、幅度偏差很容易受外界因素的影响，从而造成计算出的校准因子不准确，不能准确地校准天线。(2)在一个校准周期内进行多次信道估计，将多次信道估计结果的平均值作为通道的相位、幅度偏差，再利用通道的相位、幅度偏差计算校准因子，然后利用校准因子对天线进行校准。这种方法通过多次信道估计，对于通道状态及外界因素稳定的天线阵列来说，相对于上述只进行一次信道估计的天线校准方法能够得到准确的校准因子，从现网中天线阵列的运行、使用情况看，这种方法对于大部分天线阵列是有效的。但是，如果天线阵列通道状态不稳定或者存在干扰，相位、幅度偏差会有大幅的变化，此时直接计算多次信道估计结果的平均值不仅不能得到准确的相位、幅度偏差，反而使得相位、幅度偏差出现不可预知的结果，这样计算得到的校准因子是完全错误、不可预知的，甚至会在天线校准过程中直接将天线判断为不可用，影响天线的正常使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种天线校准方法和系统，以解决现有校准方法中得到的校准因子不准确，无法准确校准天线的问题。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种天线校准方法，包括对于天线阵列中的每个天线，在一个天线校准周期内执行N次信道估计，获取各次信道估计得到的反映天线幅度及相位特性的矢量Rk，其中，N为正整数，k= 1,2, ...，ANT，ANT为天线的总个数；针对天线k，依次判断第i次信道估计得到的矢量Rki和第j次信道估计得到的矢量Rk3组成的矢量对是否满足预设条件，i = 1,2, . . . , N, j = 1,2, . . . , N ；统计满足所述预设条件的矢量对的个数；依据满足所述预设条件的矢量对的个数确定所述天线k的有效矢量；依据所述有效矢量计算天线k的校准因子，并依据所述校准因子对天线k进行校准。优选的，所述依次判断第i次信道估计得到的矢量Rki和第j次信道估计得到的矢量R 组成的矢量对是否满足预设条件的步骤包括计算矢量Rki与矢量Rkj的差值Rki-Rkj ；判断所述Rki-R1/的幅度I I Rki-R1/ I I是否小于或等于R1/的幅度I I R1/ I I与预设的门限值T threshold 的乘积；若是，则确定矢量R1/和矢量R 组成的矢量对满足所述预设条件，所述矢量R1/和矢量Rk3 —致。优选的，所述依据满足所述预设条件的矢量对的个数确定所述天线k的有效矢量的步骤包括针对天线k的第i次信道估计得到的矢量RkS依次获取矢量R 中与矢量Rki —致的矢量，比较所述与矢量R1/ —致的矢量的个数与N/2的大小；当所述与矢量R1/ —致的矢量的个数大于或等于N/2时，确定所述矢量R1/为有效矢量;当所述与矢量R1/ —致的矢量的个数均小于N/2时，确定所述天线k没有有效矢量。优选的，当天线k存在有效矢量时，所述天线k为有效天线；当天线k不存在有效矢量时，所述天线k为无效天线；当天线阵列中存在无效天线时，所述方法还包括以其中任意一个有效天线m为基准天线，获取所述基准天线m的矢量Rm的幅度和相位，m = 1,2, , ANT ；依据所述矢量Rm的幅度和相位依次获取天线阵列中天线η的矢量Rn对应的新矢量 R/，η = 1，2，…，ANT ;针对天线η，依据所述新矢量Rn'判断天线η是否存在有效矢量；若是，则计算校准因子，并依据所述校准因子对天线η进行校准；若否，则获取上一个天线校准周期内依据天线η的校准因子对天线η进行校准得到的校准结果，将所述校准结果作为本天线校准周期内天线η的校准结果。优选的，所述依据所述矢量Rm的幅度和相位依次获取天线阵列中天线η的矢量Rn对应的新矢量R/的步骤包括保持矢量Rn的幅度不变,将矢量Rn顺时针旋转所述矢量Rm的相位，得到对应的新矢量R/。另一方面，本专利技术还公开了一种天线校准系统，包括矢量获取模块，用于对于天线阵列中的每个天线，在一个天线校准周期内执行N次信道估计，获取各次信道估计得到的反映天线幅度及相位特性的矢量Rk，其中，N为正整数，k = 1，2，· · ·，ANT，ANT为天线的总个数；第一矢量对判断模块，用于针对天线k，依次判断第i次信道估计得到的矢量R1/和第j次信道估计得到的矢量R1/组成的矢量对是否满足预设条件，i = l,2, ...,N, J = I,2，· · ·，N ;统计模块，用于统计满足所述预设条件的矢量对的个数；有效矢量确定模块，用于依据满足所述预设条件的矢量对的个数确定所述天线k的有效矢量；第一校准模块，用于依据所述有效矢量计算天线k的校准因子，并依据所述校准因子对天线k进行校准。优选的，所述第一矢量对判断模块包括 差值计算单元，用于计算矢量R1/与矢量R 的差值RkLR1/ ；判断单元，用于判断所述Rki-R1/的幅度I I Rki-R1/ | |是否小于或等于R1/的幅度IRkiI I与预设的门限值T threshold的乘积；确定单元，用于当判断单元的判断结果为是时，确定矢量R1/和矢量IV组成的矢量对满足所述预设条件，所述矢量R1/和矢量R1/ —致。优选的,所述有效矢量确定模块包括比较单元，用于针对天线k的第i次信道估计得到的矢量RkS依次获取矢量Rkj中与矢量Rki —致的矢量，比较所述与矢量Rki —致的矢量的个数与N/2的大小；第一有效矢量确定单元，用于当比较单元的比较结果为所述与矢量R1/—致的矢量的个数大于或等于N/2时，确定所述矢量R1/为有效矢量；第二有效矢量确定单元，用于当比较单元的比较结果为所述与矢量R1/—致的矢量的个数均小于N/2时，确定所述天线k没有有效矢量。优选的，当天线k存在有效矢量时，所述天线k为有效天线；当天线k不存在有效矢量时，所述天线k为无效天线；所述系统还包括基准天线矢量获取模块，用于当天线阵列中存在无效天线时，以其中任意一个有效天线m为基准天线,获取所述基准天线m的矢量Rm的幅度和相位，m = 1,2, , ANT ；新矢量获取模块，用于依据所述矢量Rm的幅度和相位依次获取天线阵列中天线η的矢量Rn对应的新矢量R/，η = 1，2，...，ANT ;第二矢量对判断模块，用于针对天线η，依据所述新矢量Rn'判断天线η是否存在有效矢量；第二校准模块，用于当第二矢量对判断模块的判断结果为是时，计算校准因子，并依据所述校准因子对天线η进行校准；校准结果确定模块，用于当第二矢量对判断模块的判断结果为否时，获取上一个天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线校准方法，其特征在于，包括：对于天线阵列中的每个天线，在一个天线校准周期内执行N次信道估计，获取各次信道估计得到的反映天线幅度及相位特性的矢量Rk，其中，N为正整数，k＝1，2，...，ANT，ANT为天线的总个数；针对天线k，依次判断第i次信道估计得到的矢量Rki和第j次信道估计得到的矢量Rkj组成的矢量对是否满足预设条件，i＝1，2，...，N，j＝1，2，...，N；统计满足所述预设条件的矢量对的个数；依据满足所述预设条件的矢量对的个数确定所述天线k的有效矢量；依据所述有效矢量计算天线k的校准因子，并依据所述校准因子对天线k进行校准。

【技术特征摘要】
1.一种天线校准方法，其特征在于，包括 对于天线阵列中的每个天线，在一个天线校准周期内执行N次信道估计，获取各次信道估计得到的反映天线幅度及相位特性的矢量Rk，其中，N为正整数，k = 1,2,... ,ANT,ANT为天线的总个数； 针对天线k，依次判断第i次信道估计得到的矢量R1/和第j次信道估计得到的矢量Rkj组成的矢量对是否满足预设条件，i = 1,2, . . . , N, j = 1,2, . . . , N ； 统计满足所述预设条件的矢量对的个数； 依据满足所述预设条件的矢量对的个数确定所述天线k的有效矢量； 依据所述有效矢量计算天线k的校准因子，并依据所述校准因子对天线k进行校准。2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述依次判断第i次信道估计得到的矢量Rki和第j次信道估计得到的矢量R 组成的矢量对是否满足预设条件的步骤包括 计算矢量R1/与矢量R 的差值Rki-Rkj ； 判断所述Rki-R1/的幅度I IRki-R1^I I是否小于或等于R1/的幅度I IRkiI I与预设的门限值T threshold 的乘积； 若是，则确定矢量R1/和矢量R 组成的矢量对满足所述预设条件，所述矢量R1/和矢量RkJ 一致。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述依据满足所述预设条件的矢量对的个数确定所述天线k的有效矢量的步骤包括 针对天线k的第i次信道估计得到的矢量RkS依次获取矢量R 中与矢量R1/ —致的矢量，比较所述与矢量R1/ —致的矢量的个数与N/2的大小； 当所述与矢量R1/ —致的矢量的个数大于或等于N/2时，确定所述矢量R1/为有效矢量； 当所述与矢量R1/ —致的矢量的个数均小于N/2时，确定所述天线k没有有效矢量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于， 当天线k存在有效矢量时，所述天线k为有效天线； 当天线k不存在有效矢量时,所述天线k为无效天线； 当天线阵列中存在无效天线时，所述方法还包括 以其中任意一个有效天线m为基准天线，获取所述基准天线m的矢量Rm的幅度和相位，m = I，2，· · ·，ANT ； 依据所述矢量Rm的幅度和相位依次获取天线阵列中天线η的矢量Rn对应的新矢量Rn' , η = 1,2, , ANT ； 针对天线η，依据所述新矢量Rn'判断天线η是否存在有效矢量； 若是，则计算校准因子，并依据所述校准因子对天线η进行校准； 若否，则获取上一个天线校准周期内依据天线η的校准因子对天线η进行校准得到的校准结果，将所述校准结果作为本天线校准周期内天线η的校准结果。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述依据所述矢量Rm的幅度和相位依次获取天线阵列中天线η的矢量Rn对应的新矢量Rn'的步骤包括 保持矢量Rn的幅度不变，将矢量Rn顺时针旋转所述矢量Rm的相位，得到对应的新矢量Rn'。6.一种天线校准系统，其特征在于，包括矢量获取模块，用于对于天线阵列中的每个天线，在一个天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘杨，
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：