专利名称：智能天线校准方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种智能天线校准方法及系统。
背景技术：
智能天线是TD-SCDMA移动通信系统的关键技术。通过基于智能天线的波束赋形技术，有效地抑制了多用户干扰、增加了系统容量。在实际的智能天线系统中，存在各种时变误差，如射频通道随环境变化、器件老化、幅频相频特性失真、I/Q不平衡等引入的相位和增益差异。这些时变误差将导致波束形状和功率控制精度的变化，从而降低系统容量、影响系统性能，所以很有必要对智能天线进行在线校准。现有技术中，典型的智能天线校准技术为信道估计方法，即通过求解单位CIR得到每个载波天线的权值因子，使用此权值因子来补偿每个载波下各个天线之间的差异。一般对载波天线的接收通道进行校准时，采用一个发射通道发射、所有接收通道同时接收的方式；对发射通道进行校准时，多采用所有发射通道同时发射、一个接收通道接收的方式。由于发射校准的校准接收通道同时接收多个发射通道发射的信号，各发射通道所发射的信号之间相互影响，所以降低了计算所得的各载波天线的权值因子的准确性，从而导致智能天线校准精度较低。
发明内容
本发明提供智能天线校准方法及系统，以实现对智能天线的发射通道进行高精度校准。根据本发明的一方面，提供一种智能天线校准方法，包括:将原始训练序列乘以预先为智能天线的发射通道分配的沃尔什码，以获取与所述发射通道对应的校准训练序列，其中各发射通道的所述沃尔什码不同；通过所述智能天线的发射通道发送所述校准训练序列，以使所述校准训练序列经校准网络到达校准通道；通过所述校准通道接收所述校准训练序列，将所接收的校准训练序列乘以所述发射通道的沃尔什码以获取与所述发射通道对应的接收训练序列；根据所述原始训练序列和所述接收训练序列获取与所述发射通道对应的发射补偿系数；根据所述发射补偿系数对所述发射通道进行校准。根据本发明的另一方面，还提供一种智能天线校准系统，包括基带信号处理模块和校准信号处理模块，其中:所述基带信号处理模块用于将原始训练序列乘以预先为智能天线的发射通道分配的沃尔什码，以获取与所述发射通道对应的校准训练序列，并通过所述智能天线的发射通道发送所述校准训练序列，以使所述校准训练序列经校准网络到达校准通道；所述校准信号处理模块用于通过所述校准通道接收所述校准训练序列，将所接收的校准训练序列乘以所述发射通道的沃尔什码以获取与所述发射通道对应的接收训练序列，根据所述原始训练序列和所述接收训练序列获取与所述发射通道对应的发射补偿系数，并将所述发射补偿系数发送至所述基带信号处理模块；
所述基带信号处理模块还用于根据所述发射补偿系数对所述发射通道进行校准。
根据本发明的智能天线校准方法及系统，通过为各智能天线的发射通道分配相互正交的WALSH码，将原始训练序列与各发射通道的WALSH码相乘作为对应各发射通道的校准训练序列，并在接收包括全部发射通道所发射的、经校准网络环回的校准训练序列的合路信号后，分别利用与各发射通道对应的WALSH码与合路信号相乘，以解析出对应于各发射通道的接收训练序列，并通过计算各发射通道的接收训练序列与原始训练序列之间的不一致性参数来获取发射补偿系数。因此，在采用多个发射通道同时发送信号、并采用一个接收通道接收时，实现了各发射通道所发射的训练序列相正交，从而可从接收的合路信号中解析出对应于各发射通道的接收序列，从而可高精度地计算出各发射通道的发射补偿系数，进而有效提高天线校准性能。
图1为本发明智能天线校准方法的流程示意图。
图2为应用图1所示的智能天线校准方法的射频网络架构图。
图3为本发明智能天线校准系统的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明智能天线校准方法的流程示意图。如图1所示，该智能天线校准方法包括以下步骤:
步骤S101，将原始训练序列乘以预先为智能天线的发射通道分配的沃尔什码，以获取与所述发射通道对应的校准训练序列，其中各发射通道的所述沃尔什码(WALSH)不同；
步骤S102，通过所述智能天线的发射通道发送所述校准训练序列，以使所述校准训练序列经校准网络到达校准通道；
步骤S103，通过所述校准通道接收所述校准训练序列，将所接收的校准训练序列乘以所述发射通道的沃尔什码以获取与所述发射通道对应的接收训练序列；
步骤S104，根据所述原始训练序列和所述接收训练序列获取与所述发射通道对应的发射补偿系数；
步骤S105，根据所述发射补偿系数对所述发射通道进行校准。
具体地，用于实现上述智能天线校准方法的智能天线校准系统包括基带信号处理模块和校准信号处理模块，该智能天线校准系统例如设置在射频网络的无线基站中。图2为应用图1所示的智能天线校准方法的射频网络架构图。下面结合图2对本发明智能天线校准方法进行详细说明。
如图2所示，该射频网络的天线阵列包括第一天线单元211、第二天线单元212和第三天线单元213 (此处仅以包括三个天线单元为例进行说明，并不作为限制)。各天线单元通过各自的射频收发信机(如图2中的第一射频收发信机221、第二射频收发信机222和第三射频收发信机223)与智能天线校准系统的基带信号处理模块21无线连接，并且通过校准网络23与智能天线校准系统的校准信号处理模块22无线连接，其中该校准网络23例如包括合路/分路器，用于将多路下行信号合并为一路信号或将一路上行信号分路为多路信号。当对图2所示的射频网络的天线阵列进行发射通道校准时，通常包括以下流程:步骤SI，生成用于进行发射训练的原始训练序列,其中A为幅度因子，V+)为基本训练序列；更为具体地，生成原始训练序列If+)的步骤包括:步骤S11，设定校准训练序列长度和扩频因子。由于TD-SCDMA系统的在线天线校准训练序列一般在GP时隙发射，所以校准训练序列长度应小于96;扩频因子与为天线单元分配的沃尔什(WALSH)码相关，WALSH码长度与扩频因子之间满足W = 2k，其中W为WALSH码长度、k为扩频因子，并且校准训练序列长度=原始训练序列长度XWALSH码长度，因此通常选取扩频因子为5或6;步骤S12，根据所述校准训练序列长度和所述扩频因子设定基本训练序列。当扩频因子为5时，WALSH码长度为32，原始训练序列长度为2，即可生成包括任意两个常量的离散序列作为基本训练序列；当扩频因子为6时，WALSH码长度为64，原始训练序列长度为1，即可生成任意一个常量作为基本训练序列；步骤S13，根据发射通道校准功率设定幅度因子。具体地，可结合发射通道的链路增益和信噪比等确定发射信号的发射功率，即幅度因子；步骤S14，根据所述基本训练序列和所述幅度因子获取所述原始训练序列。具体地，通过将步骤S13中获取的幅度因子与步骤S12中获取的基本训练序列相乘，即获取原始训练序列。步骤S2，分别为第一天线单元211、第二天线单元212和第三天线单元213分配WALSH码。具体地，从在上述步骤Sll中已确定扩频因子，即WALSH码阶数的多个WALSH码中任选三个WALSH码分别作为与第一天线单元211对应的第一 WALSH码、与第二天线单元212对应的第二 WALSH码和与第三天线单元213对应的第三WALSH码，优选地，选取该阶数的WALSH码中彼此正交性最好的三个WALSH码。步骤S3，将在步骤SI中生成的原始训练序列分别与在步骤S2中获取的各天线单元的WALSH码相乘，具体地，将原始训练序列与第一 WALSH码相乘，生成第一天线单元校准训练序列；将原始训练序列与第二 WALSH码相乘，生成第二天线单元校准训练序列；将原始训练序列与第三WALSH码相乘，生成第三天线单元校准训练序列。由于第一 WALSH码、第二WALSH码和第三WALSH码之间相互正交，所以所生成的第一天线单元校准训练序列、第二天线单元校准训练序列和第三天线单元校准训练序列之间也完全正交，即各天线单元的校准训练序列不相关。步骤S4，基带信号处理模块21通过第一射频收发信机221，令第一天线单元211发射第一天线单元校准训练序列；基带信号处理模块21通过第二射频收发信机222，令第二天线单元212发射第二天线单元校准训练序列；基带信号处理模块21通过第三射频收发信机223，令第三天线单元213发射第三天线单元校准训练序列。步骤S5，第一天线单元校准训练序列、第二天线单元校准训练序列和第三天线单元校准训练序列经校准网络23合并为一路合路信号，该合路信号通过校准通道发送至校准信号处理模块22。
步骤S6，校准信号处理模块22通过校准通道接收合路信号，并分别利用第一WALSH码与该合路信号相乘以获取第一天线单元接收训练序列；利用第二 WALSH码与该合路信号相乘以获取第二天线单元接收训练序列；利用第三WALSH码与该合路信号相乘以获取第三天线单元接收训练序列。
步骤S7，按照下述公式计算各天线单元的发射补偿系数:
权利要求
1.一种智能天线校准方法，其特征在于，包括: 将原始训练序列乘以预先为智能天线的发射通道分配的沃尔什码，以获取与所述发射通道对应的校准训练序列，其中各发射通道的所述沃尔什码不同； 通过所述智能天线的发射通道发送所述校准训练序列，以使所述校准训练序列经校准网络到达校准通道； 通过所述校准通道接收所述校准训练序列，将所接收的校准训练序列乘以所述发射通道的沃尔什码以获取与所述发射通道对应的接收训练序列； 根据所述原始训练序列和所述接收训练序列获取与所述发射通道对应的发射补偿系数； 根据所述发射补偿系数对所述发射通道进行校准。
2.根据权利要求1所述的智能天线校准方法，其特征在于，所述将原始训练序列乘以预先为智能天线的发射通道分配的沃尔什码之前还包括: 对所述校准网络进行时延校准，以补偿发射通道和接收通道的链路时延差。
3.根据权利要求1或2所述的智能天线校准方法，其特征在于，所述校准训练序列为复数序列。
4.根据权利要求1或2所述的智能天线校准方法，其特征在于，所述将原始训练序列乘以预先为智能天线的发射通道分配的沃尔什码之前还包括: 设定校准训练序列长度和扩频因子； 根据所述校准训练序列长度和所述扩频因子设定基本训练序列，其中所述校准训练序列长度=基本训练序列长度X2k，k为所述扩频因子； 根据发射通道校准功率设定幅度因子； 根据所述基本训练序列和所述幅度因子获取所述原始训练序列。
5.一种智能天线校准系统，其特征在于，包括基带信号处理模块和校准信号处理模块，其中: 所述基带信号处理模块用于将原始训练序列乘以预先为智能天线的发射通道分配的沃尔什码，以获取与所述发射通道对应的校准训练序列，并通过所述智能天线的发射通道发送所述校准训练序列，以使所述校准训练序列经校准网络到达校准通道； 所述校准信号处理模块用于通过所述校准通道接收所述校准训练序列，将所接收的校准训练序列乘以所述发射通道的沃尔什码以获取与所述发射通道对应的接收训练序列，根据所述原始训练序列和所述接收训练序列获取与所述发射通道对应的发射补偿系数，并将所述发射补偿系数发送至所述基带信号处理模块； 所述基带信号处理模块还用于根据所述发射补偿系数对所述发射通道进行校准。
6.根据权利要求5所述的智能天线校准系统，其特征在于，所述基带信号处理模块和所述校准信号处理模块还用于对所述校准网络进行时延校准，以补偿发射通道和接收通道的链路时延差。
7.根据权利要求5或6所述的智能天线校准系统，其特征在于，所述校准训练序列为复数序列。
8.根据权利要求5或6所述的智能天线校准系统，其特征在于，所述基带信号处理模块还用于设定校准训练序列长度和扩频因子；根据所述校准训练序列长度和所述扩频因子设定基本训练序列，其中所述校准训练序列长度=基本训练序列长度X2n，n为所述扩频因子；根据发射通道校准功率设定幅度因子；根据所述基本训练序列和所述幅度因子获取所述原始训练序 列。
全文摘要
本发明提供一种智能天线校准方法及系统。该智能天线校准方法包括将原始训练序列乘以预先为智能天线的发射通道分配的沃尔什码，以获取与发射通道对应的校准训练序列，其中各发射通道的沃尔什码不同；通过智能天线的发射通道发送校准训练序列，以使校准训练序列经校准网络到达校准通道；通过校准通道接收所述校准训练序列，将所接收的校准训练序列乘以所述发射通道的沃尔什码以获取与所述发射通道对应的接收训练序列；根据所述原始训练序列和所述接收训练序列获取与所述发射通道对应的发射补偿系数；根据所述发射补偿系数对所述发射通道进行校准。根据本发明智能天线校准方法及系统，可实现对智能天线的发射通道进行高精度校准。
文档编号H04J13/18GK103166881SQ20111042515
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者操陈斌, 魏明, 邓时颖, 赵泉, 彭德坤 申请人:鼎桥通信技术有限公司