天线阵列的减损补偿矩阵的确定的制作方法

天线阵列的减损补偿矩阵的确定的制作方法
【专利摘要】公开了用于补偿天线阵列中的减损的减损补偿矩阵的确定。确定在多个位置中的相应位置处形成至少一个零点的多信号发射的多个不同的组合。每个组合包括：多信号发射，其包括来自N个天线子阵列中的至少两个天线子阵列的至少两个同时信号发射；以及所述相应位置。基于与多信号发射的所述多个不同的组合相关联的信号特性和所述多个位置处的预期信号接收，确定标识所述N个天线子阵列间的减损的影响的减损矩阵。基于所述减损矩阵来确定所述减损补偿矩阵。
【专利说明】天线阵列的减损补偿矩阵的确定
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求于2012年2月13日提交的序列号为61/597, 903的临时专利申请的 优先权，该申请的公开内容在此以引用的方式完整地并入本文。

【技术领域】
[0003] 概括地说，实施例涉及无线通信，具体地说，涉及补偿天线减损（例如天线阵列的 天线子阵列间的互耦）的减损补偿矩阵的确定。

【背景技术】
[0004] 先进的无线通信系统（例如多输入多输出（ΜΜ0)通信系统）越来越多地依赖于 来自天线阵列的多个天线子阵列的同时信号发射，以形成期望的辐射方向图。天线子阵列 可以由一个或多个天线元件构成。理论上，通过改变同时发射的信号的信号特性，例如通过 改变同时发射的信号的相位或幅度，可以在期望的位置处形成波瓣和零点（null)中的一 者或两者。在发射时，期望辐射方向图的波瓣以在接收机的位置处集中能量，并且期望零点 以减少其他接收机遇到的干扰。在接收时，波瓣可以增加期望的发射机的信号强度，而零点 可以消除来自非期望的发射机的干扰。
[0005] 多个真实世界的因素（在本文中称为天线减损）可能影响天线阵列的理想或理论 发射特性。这类减损可以包括但不限于：发射机与天线阵列的天线子阵列之间的信号路径 的差异、天线子阵列之间的互耦、地平面缺陷、机械公差差异、无线设备硬件的差异等。减损 改变理想或理论天线辐射方向图特性，从而影响在期望的地方准确地放置波瓣或零点的能 力。这类减损可能导致较低的系统吞吐量。
[0006] 通常在天线设计上投入大量的努力，以消除或最小化一些减损，例如天线子阵列 之间的互耦。这增加了设计成本并且延长了天线阵列的设计时间。通常，被实现以避免减 损（例如，互耦）的设计改变会导致性能的折衷。备选地，可以简单地忽略互耦的影响，这 会导致非理想的辐射方向图。随着无线带宽和系统吞吐量变得越来越宝贵，根据需要准确 地形成辐射方向图变得越来越重要。


【发明内容】

[0007] 实施例涉及补偿与具有多个天线子阵列的天线阵列相关联的天线减损的减损补 偿矩阵的确定。减损补偿矩阵包括补偿项或补偿元素，补偿项或补偿元素可以在通过天线 子阵列进行发射之前的预处理阶段中被应用于信号。预处理阶段根据补偿元素改变信号， 以减少或消除天线减损的影响，从而促进准确的和期望的辐射方向图的产生。
[0008] 概括地说，实施例涉及用于补偿包括N个天线子阵列的天线阵列中的减损的减损 补偿矩阵的确定。天线子阵列包括一个或多个天线元件，每个天线元件接收相同的信号进 行发射。在一个实施例中，天线子阵列中的每个天线元件可以耦合到同一天线端口。
[0009] 确定在多个位置中的位置处形成至少一个零点的多信号发射的多个不同的组合。 每个组合包括：多信号发射，其包括来自N个天线子阵列中的至少两个天线子阵列的至少 两个同时信号发射；以及形成至少一个零点的位置。至少两个同时信号发射具有相关联的 信号特性。
[0010] 基于与多信号发射的多个不同的组合相关联的信号特性和多个位置处的预期信 号接收，确定标识N个天线子阵列间的减损的影响的减损矩阵。然后基于减损矩阵来确定 减损补偿矩阵。
[0011] 这些位置处的预期信号接收可以由天线矩阵定义，该天线矩阵标识每个天线子阵 列与每个位置处的天线之间的预期信号传递。
[0012] 在一个实施例中，通过针对每个不同的组合导出线性方程来确定标识减损的影响 的减损矩阵。每个线性方程包括：信号元素，其标识与至少两个同时信号发射中的每个信号 发射相关联的特定幅度和特定相位；传播元素，其标识至少两个天线子阵列中的每一个与 相应位置处的天线之间的预期信号接收；以及减损变量，其表示未知的减损元素。
[0013] 可以基于多个不同的组合导出多个独立的线性方程，并且例如使用最小均方函数 对减损变量进行求解。每个减损变量是减损矩阵中的元素。可以对减损矩阵求逆或伪逆以 确定减损补偿矩阵。
[0014] 可以通过位于天线阵列的信号接收区域内的接收机来确定形成零点的位置。在一 个实施例中，可以根据相对于天线阵列的视轴的方向来定义零点的位置。在一个实施例中， 接收机可以包括移动设备。在这种实施例中，对于每个不同的组合，可以向移动设备发送信 息块，信息块包括由至少两个天线子阵列中的单个天线子阵列产生的第一参考信号和由至 少两个天线子阵列的同时发射产生的第二参考信号。移动设备可能接收到第一参考信号而 未接收到第二参考信号，并且提供指示接收到第一参考信号和未能接收到第二参考信号的 信号信息。发射机接收指示至少两个同时信号发射在该位置处形成零点的信号信息。可以 请求移动设备提供移动设备的位置，并且识别移动设备的位置作为已经形成零点的位置。
[0015] 在另一个实施例中，一种用于确定减损补偿矩阵的方法包括：从天线阵列的N个 天线子阵列的子集发起多个多信号发射。每个多信号发射包括来自特定子集中的每个天线 子阵列的信号的同时发射，并且每个信号具有至少包括特定幅度和相位的信号特性。确定 天线阵列的信号接收区域内在多个多信号发射中的至少一些多信号发射期间形成零点的 多个位置。基于多信号发射的信号特性和多个位置处的预期信号接收，确定标识N个天线 子阵列间的减损的影响的减损矩阵。基于减损矩阵来确定减损补偿矩阵。
[0016] 在另一个实施例中，提供了一种用于确定用于补偿天线阵列中的减损的减损补偿 矩阵的方法，该方法包括确定多个不同的零点成形多信号发射。每个零点成形多信号发射 包括：在多个位置中的位置处形成零点的来自N个天线子阵列中的至少两个天线子阵列的 同时信号发射。基于与多个不同的零点成形多信号发射相关联的信号特性和多个位置处的 预期信号接收，确定标识N个天线子阵列间的减损的影响的减损矩阵。基于减损矩阵来确 定减损补偿矩阵。
[0017] 另一个实施例包括一种具有多个天线端口的设备。每个天线端口被配置为与天线 阵列的天线子阵列进行通信。设备包括可通信地耦合到多个天线端口的控制器。控制器被 配置为确定在多个位置中的位置处形成至少一个零点的多信号发射的多个不同的组合。每 个组合包括：多信号发射，其包括来自N个天线子阵列中的至少两个天线子阵列的至少两 个同时信号发射；以及已经形成零点的位置。至少两个同时信号发射中的每一个具有相关 联的信号特性。基于与多信号发射的多个不同的组合相关联的信号特性和多个位置处的预 期信号接收，确定标识N个天线子阵列间的减损的影响的减损矩阵。基于减损矩阵来确定 减损补偿矩阵。
[0018] 除了其他优点之外，本文公开的实施例可以通过促进在期望的地方形成波瓣和零 点来提高系统吞吐量，并且简化和减少天线阵列的设计时间。实施例还可以在天线元件设 计的选择上提供更大的自由，以更好地优化天线阵列的属性，例如成本、可制造性和可重复 性。实施例允许在单个过程中补偿天线阵列校准和其他减损（例如，互耦）这两者。
[0019] 在结合附图阅读优选实施例的以下详细描述之后，本领域技术人员将了解本公开 的范围并且认识到其额外方面。

【专利附图】

【附图说明】
[0020] 并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的几个方面，并与说 明书一起用来解释本公开的原理。
[0021] 图1是可以在其中实施实施例的系统的框图；
[0022] 图2是图1所示的系统的框图，其示出了适合于实施一个实施例的额外组件；
[0023] 图3是示出根据一个实施例用于确定天线阵列的减损补偿矩阵的方法的流程图；
[0024] 图4是示出根据一个实施例用于确定天线阵列的减损补偿矩阵的方法的流程图；
[0025] 图5是图1所示的系统的框图，其示出了根据一个实施例的多个不同矩阵的产 生；
[0026] 图6是更详细地示出图3中的步骤的流程图；
[0027] 图7是示出在向移动设备发射之前使用减损补偿矩阵对信号进行预处理的框图；
[0028] 图8是示出根据一个实施例用于使用减损补偿矩阵的方法的流程图；
[0029] 图9是根据另一个实施例用于确定减损补偿矩阵的系统的框图；
[0030] 图10是示出根据一个实施例用于使用移动设备确定减损补偿矩阵的方法的流程 图；
[0031] 图11是示出根据一个实施例从无线电单元到移动设备的同时信号发射的框图；
[0032] 图12是示出根据一个实施例的参考信号的幅度和相位调整的示例性迭代和移动 设备可以感知到怎样的幅度和相位调整影响的曲线图；以及
[0033] 图13是适用于实现本文公开的实施例的方面的无线电单元的框图。

【具体实施方式】
[0034] 下文阐述的实施例表示使本领域技术人员能够实施实施例的必要信息并且阐述 了实施实施例的最佳模式。在对照附图阅读下面的描述之后，本领域的技术人员将理解本 公开的概念并且将认识到本文没有特别提出的这些概念的应用。应当理解，这些概念和应 用落入本公开和所附权利要求的范围内。
[0035] 在深入研究实施例的细节之前，将提供可以在其中实施实施例的环境的上下文。 图1是可以在其中实施实施例的系统10的框图。系统10包括耦合到天线阵列14的无线 电单元12。无线电单元12可以包括能够产生信号并且将信号提供到天线阵列14以进行发 射的任何处理或计算设备。通过非限制性示例的方式，无线电单元12可以包括基站，例如 无线接入点（WAP)、或者演进型通用陆地无线接入网（E-UTRAN)节点B(eN〇deB)基站。
[0036] 天线阵列14包括多个天线子阵列16。每个天线子阵列16包括被配置为向自由 空间辐射能量的一个或多个天线元件。天线子阵列16可以包括任何数量的天线元件，而不 论天线元件的配置如何。通常，相应的天线子阵列16的天线元件接收相同的信号以进行发 射。在一个实施例中，天线子阵列16中的天线元件稱合到同一天线端口。在一些实施例中， 每个天线子阵列16包括一列天线元件。通常，天线子阵列16被放置在彼此一定的距离之 内，例如由天线阵列14辐射的频率的波长的约二分之一之内，但本文所述的实施例不限于 任何特定的间距。
[0037] 无线电单元12耦合到网络18,网络18表示一个或多个其他设备（例如其他无线 电单元12)、或下游网络（例如因特网）。无线电单元12可以从网络18接收数据以经由天 线阵列14进行发射，并且可以经由天线阵列14接收数据以经由网络18传送到设备。
[0038] 通过同时从天线阵列14的多个天线子阵列16发射信号，无线电单元12可以以期 望的辐射方向图20辐射能量。辐射方向图20可以包括一个或多个波瓣22和一个或多个 零点24。波瓣22表示由天线阵列14辐射的能量，而零点24表示在位置26处没有能量。
[0039] 当在近场时，可以根据相对于天线阵列14的视轴的方位角和距离来定义位置26， 而当在远场时，可以完全根据相对于天线阵列14的视轴的方位角来定义位置26。在一些实 施例中，可以在垂直域（vertical domain)中确定位置26,然后通过仰角表征位置26。因 此，本文提及形成零点的位置（例如，位置26)不限于单个离散的位置，而是可以包括沿相 对于天线阵列14的视轴的方位角的区域或体积。通常，相对于在与零点24同时形成的波 瓣22中福射的能量，零点24包括少量（insubstantial amount)能量或完全没有能量。
[0040] 无线电单元12可以通过改变正在从天线子阵列16发射的信号的信号特性来形成 波瓣22和零点24。具体地，可以改变信号特性（例如，幅度和相位），使得经由天线子阵列 16的同时信号发射形成期望的辐射方向图20。在一些实施例中，可以通过复系数来量化信 号特性。例如，可能期望在接收机（例如，移动设备（未示出））的位置处形成波瓣22。也 可能期望在相邻的无线电单元12的位置处形成零点24,以减少相邻的无线电单元12遇到 的干扰。因此，准确地形成辐射方向图20的能力提高了系统10的系统吞吐量。
[0041] 图2是图1所示的系统10的框图，其示出了适合于实施一个实施例的额外组件。 系统10包括一个或多个接收机28-1到28-4 ( -般地，接收机28)。接收机28-1到28-4中 的每一个在相应位置26-1到26-4 ( -般地，位置26)处，并且包括能够从天线阵列14接收 信号发射的对应天线。如关于图1所讨论的，已经形成零点24的位置26包括：在天线阵 列14的某些信号发射期间天线阵列14在其中辐射很少的能量或没有辐射能量的区域或体 积，如本文将更详细描述的。虽然为了说明的目的仅示出了四个接收机28,但是在实施例中 可以使用任何数量的接收机28。
[0042] 接收机28可以耦合到频谱分析仪30,频谱分析仪30可以包括适合于分析由特定 的接收机28在特定的时间点接收到的信号的频谱的任何处理或计算设备，包括例如数字 接收机。虽然为了清楚的目的未示出，但是可以利用额外的组件，例如一个或多个交换机， 或者在其他实施例中，接收机28可以包括集成的频谱分析仪30。因此，每个接收机28可以 包括接收机28和频谱分析仪30两者。频谱分析仪30经由一个或多个网络18耦合到无线 电单元12。
[0043] 图3是示出根据一个实施例用于确定天线阵列14的减损补偿矩阵的方法的流程 图，并且将结合图2对其进行讨论。在此实施例中，天线阵列14包括天线子阵列16-1到 16-3 ( -般地，天线子阵列16)，并且因此天线子阵列16的数量N为3。然而，实施例并不限 于任何特定数量的天线子阵列16并且适用于任何数量的天线子阵列16,其中数量N为两个 或更多个。
[0044] 无线电单元12确定在多个位置26-1到26-4中的至少一个位置26处形成零点24 的多信号发射的多个不同的组合32-1到32-4(-般地，组合32)(图3,框100)。每个组合 32包括多信号发射，该多信号发射包括来自N(例如，在这个示例中，N = 3)个天线子阵列 16中的至少两个天线子阵列16的至少两个同时信号发射。例如，组合32-1包括来自天线子 阵列16-1、16-2的两个同时信号发射。类似地，组合32-3包括来自天线子阵列16-2、16-3 的两个同时信号发射。至少两个同时信号发射具有相关联的信号特性。因此，例如就组合 32-1而论，来自天线子阵列16-1的信号发射具有某些相关联的信号特性，例如，特定的幅 度和相位。类似地，来自天线子阵列16-2的同时信号发射具有某些相关联的信号特性，例 如，特定的幅度和相位。与来自天线子阵列16-1的信号发射相关联的信号特性可能不同于 与来自天线子阵列16-2的同时信号发射相关联的信号特性。
[0045] 每个组合32还包括已经形成零点的至少一个相应位置26。因此，组合32包括来 自两个天线子阵列16-1、16-2的至少两个同时信号发射和位置26-1。类似地，组合32-4包 括来自天线子阵列16-2、16-3的同时信号发射和已经形成零点的位置26-4。
[0046] 基于与来自天线子阵列16的多信号发射的多个不同的组合32相关联的信号特 性和接收机28在已经形成零点的相应位置26处的预期信号接收，确定标识N个天线子阵 列16间的减损的影响的减损矩阵（图3,框102)。然后基于减损矩阵来确定减损补偿矩阵 (图 3,框 104)。
[0047] 虽然为了说明目的仅示出了四个组合32,但是如本文将更详细讨论的，优选确定 足够数量的组合32,使得可以导出足够数量的线性方程来确定减损矩阵。在天线阵列14的 校准未知的实施例中，不同的组合32的数量应当足以导出至少N 2个不同的组合32。在图 2所示的示例中，如果天线阵列14的校准是未知的，则期望确定足以导出9 ((N = 3)2)个线 性方程的数量的组合32。在已经执行了天线阵列14的校准的实施例中，不同的组合32的 数量应当足以导出N 2-N个不同的线性方程。因此，对于图2所示的示例来说，如果已经执行 了天线阵列14的校准，则应当确定足够数量的组合32来导出6 ((N = 3)2-N)个线性方程。
[0048] 在一个实施例中，无线电单元12可以改变同时信号发射的信号特性，直到在特定 的位置26处形成零点24为止。无线电单元12可以响应于从频谱分析仪30接收到的信息 来改变这样的并发信号发射的信号特性。具体地，频谱分析仪30可以实时地向无线电单元 12提供标识接收机28在相应位置26处接收的能量的量的信息。响应于这样的信息，无线 电单元12可以改变信号特性，直到来自特定的接收机28的反馈指示已经在相应位置26处 形成零点24为止。
[0049] 虽然为了说明目的将每个组合32示为包括N = 3个天线子阵列16中的两个天线 子阵列16以及已经形成零点24的单个位置26,但是在其他实施例中，组合32可以包括任 何数量的（N个）天线子阵列16 (其中N至少等于2)、以及已经通过同时信号发射形成零点 24的任何数量的位置26。
[0050] 图4是示出描述根据一个实施例用于确定天线阵列14的减损补偿矩阵的方法的 另一种方式的流程图。将结合图2来对图4进行讨论。无线电单元12从N = 3个天线子 阵列16的子集发起多个多信号发射。因此，例如，组合32示出来自N = 3个天线子阵列16 的包括天线子阵列16-1、16-2的子集的多信号发射（图4,框200)。组合32-4标识来自N 个天线子阵列16的包括天线子阵列16-2、16-3的子集的多信号发射。每个多信号发射包 括来自子集中的每个天线子阵列16的信号的同时发射。每个信号具有至少包括特定的相 位和幅度的信号特性。
[0051] 无线电单元12确定在多个多信号发射中的至少一些期间形成零点24的多个位置 26 (图4,框202)。基于多信号发射的信号特性和位置26处的预期信号接收，无线电单元 12确定标识N = 3个天线子阵列16间的减损的影响的减损矩阵。无线电单元12然后基于 减损矩阵来确定减损补偿矩阵（图4,框206)。
[0052] 再次参照图2,虽然为了说明目的示出了四个接收机28,但是在其他实施例中，可 以利用从一个位置26移动到另一个位置26的单个接收机28。例如，包括接收机28的车辆 可以在一段时间内从一个位置移动到另一个位置，以便测量可能形成零点24的不同位置 26处的信号。
[0053] 根据一个实施例，从组合32(图2)导出的信息可以用于与额外信息相结合以导出 线性方程，当解这些线性方程时，它们定义标识N个天线子阵列16间的减损的影响的减损 矩阵。将关于图5描述这一过程。
[0054] 图5是系统10的框图，其示出了根据一个实施例的多个不同的矩阵的产生。在确 定合适数量的组合32之后，无线电单元12基于与组合32的同时信号发射相关联的信号特 性来确定或以其他方式导出发射信号矩阵33。具体地，发射信号矩阵33包括多个行34-1 到34-Y( -般地，行34)，其中"Y"是不同的组合32的数量。每行34包括与特定的组合32 中的相应的天线子阵列16相对应的列36。与图2所示的示例相对比，在发射信号矩阵33 中标识的组合32包括来自Ν = 3个子阵列16的同时信号发射，因此发射信号矩阵33包括 三列36-1到36-3。如本文将更详细讨论的，每个组合还包括两个不同的位置26处的零点 24的同时形成。发射信号矩阵33中的元素或者项表示与相应的组合32中的每个信号发 射相关联的信号特性并且可以在本文中称为"信号元素"。信号元素可以包括例如与相应的 信号相乘的复系数，有时也被称为"权重"。例如，行34-1包括信号元素 dn、d12和d13。信 号元素 dn标识从天线子阵列16-1发射的信号的信号特性。因此，在一个实施例中，信号元 素 dn包括与相应的信号相乘的复系数。如上面所讨论的，这样的信号特性至少包括特定的 相位和幅度。信号元素 d12标识从天线子阵列16-2同时发射的信号的信号特性。信号元素 d13标识从天线子阵列16-3同时发射的信号的信号特性。因此，总起来说，发射信号矩阵33 针对六个不同的组合32中的每一个标识来自天线16的每个信号发射的信号特性。为了确 定信号元素的值，无线电单元12可以迭代地改变与组合32中的同时信号发射相关联的信 号特性，直到频谱分析仪30识别已经在位置26处形成一个或多个零点24为止。根据来自 频谱分析仪30的这样的识别，无线电单元12确定相应的组合32并且将标识与相应的组合 32相关联的同时信号发射的信号特性的行34插入发射信号矩阵33。
[0055] 传播矩阵38标识每个天线子阵列16与已经形成零点24的每个位置26处的天线 之间的预期信号传递函数。传播矩阵38的元素或者项可以在本文中称作"传播元素"。当 相应的接收机28在近场时，传播元素基于特定的天线子阵列16与相应的接收机28之间的 角度以及相应的接收机28与相应的天线子阵列16的距离。传播矩阵38包括与每个接收 机28相对应的列40。因此，在这个示例中，传播矩阵38包括四列40-1到40-4,其中每一 列分别与接收机28-1到28-4相对应。传播矩阵38包括针对每个天线子阵列16的行42。 因此，在这个示例中，传播矩阵38包括三行42-1到42-3,其分别与天线子阵列16-1到16-3 相对应。传播矩阵38中的每个传播元素描述了特定的天线子阵列16与特定的接收机28 之间的预期信号传递。因此，例如，传播元素 an标识天线子阵列16-1与接收机28-1之间 的预期信号传递。传播元素 a23标识天线子阵列16-2与接收机28-3之间的预期信号传递。 传播矩阵38的传播元素优选地包括天线子阵列16之间的幅度和相位关系以及与天线子阵 列16和接收机28相关联的极化的影响。
[0056] 接收信号矩阵44标识在组合32被确定时在接收机28的相应位置处接收的实际 能量。接收信号矩阵44的元素或者项可以在本文中称为"接收能量元素"。接收能量元素 量化在特定的组合32期间在多个位置26中的一个或多个位置26处接收的能量的量。零 值指示在特定的组合32期间在相应位置26处形成了零点24。接收信号矩阵44包括针对 接收机28的每个位置26的列46。因此，在这个示例中，接收信号矩阵44包括四列46-1到 46-4,它们与接收机28的位置26-1到26-4相对应。接收信号矩阵44包括针对每个组合 32的行48。因此，在这个示例中，接收信号矩阵44包括六行48,它们分别与在发射信号矩 阵33中所标识的六个组合32相对应。行48-1指示行34-1中所标识的同时信号发射的组 合导致在位置26-1和26-2处形成零点24,而在位置26-3和26-4处接收到能量。行48-2 指示行34-2中所标识的同时信号发射的组合导致在位置26-1和26-3处形成零点24,而在 位置26-2和26-4处接收到能量。
[0057] 可以使用在发射信号矩阵33、传播矩阵38以及接收信号矩阵44中确定并标识的 信息以基于以下公式来确定标识天线子阵列16间的减损的影响的减损矩阵50 :
[0058] E = (DCA)
[0059] 其中E表示接收信号矩阵44, D表示发射信号矩阵33, C表示减损矩阵50, A表示 传播矩阵38。减损矩阵的元素或者项可以在本文中称为"减损变量"。在确定组合32之后， 发射信号矩阵33的信号元素是已知的，传播矩阵38的传播元素是已知的，并且接收矩阵44 的接收能量元素是已知的。减损矩阵50的减损变量是未知的。
[0060] 通常，如上面所描述的，基于测量来确定发射信号矩阵33的信号元素和接收信号 矩阵44的接收能量元素，并且基于天线的几何形状和形成零点24的接收机28的位置来确 定传播矩阵38的传播元素。在一个实施例中，导出一组（K个）线性方程，其中DCA等于接 收信号矩阵44的零元素。
[0061] 例如，在图5所示的示例中（其中接收信号矩阵44标识四个位置26处的12个零 点24的形成），可以导出如下形式的12个线性方程：
[0062] d11a11c11+d11a 21c12+d11a31c13+d 12a11C21+d12a21C22+d 12a31C23+d13a11C31+d 13a21C32+d13a31C33 一 〇 [1]
[0063] .
[0064] .
[0065] .
[0066] d61a14c11+d61a 24C12+cl61a34C13+d 62a14C21+d62a24C22'i'd62a 34C23+d63a14C31+d63a24C32+(^3834033 - Ο [12]
[0067] 然后可以使用例如最小均方函数或伪逆函数来解这组线性方程，以确定减损矩阵 50的减损变量的值。
[0068] 虽然图5所示的示例利用了所有N = 3个天线子阵列16,但是实施例不限于任何 特定数量的天线子阵列16。例如，在组合32包括来自总共N = 3个天线子阵列16中的仅 两个天线子阵列16的同时发射的另一个示例中，所得到的发射信号矩阵33可以包括：
[0069]

【权利要求】
1. 一种用于确定用于补偿包括N个天线子阵列（16)的天线阵列（14)中的减损的减损 补偿矩阵（56)的方法，包括： 确定在多个位置（26)中的相应位置（26)处形成至少一个零点（24)的多信号发射的 多个不同的组合（32、70)，每个不同的组合（32、70)包括： 多信号发射，所述多信号发射包括来自所述N个天线子阵列（16)中的至少两个天线子 阵列（16)的至少两个同时信号发射，所述至少两个同时信号发射具有相关联的信号特性； 以及 所述相应位置（26); 基于与多信号发射的所述多个不同的组合（32、70)相关联的信号特性（d)和所述多 个位置处的预期信号接收，确定标识所述N个天线子阵列（16)间的减损的影响的减损矩阵 (50);以及 基于所述减损矩阵（50)来确定所述减损补偿矩阵（56)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述信号特性包括幅度特性和相位特性，并且所 述至少两个同时信号发射中的每个信号发射具有不同的相关联的幅度特性和相位特性。
3. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个位置（26)处的所述预期信号接收是由 传播矩阵（38)定义的，所述传播矩阵（38)标识每个天线子阵列（16)与所述多个位置（26) 中的每个位置（26)处的天线（28)之间的预期信号传递。
4. 根据权利要求1所述的方法，还包括： 产生用于经由所述天线阵列（14)同时发射到移动设备（68)的至少两个信号；以及 在经由所述天线阵列（14)同时发射之前，根据所述减损补偿矩阵（56)对所述至少两 个信号进行预处理以形成经预处理的信号。
5. 根据权利要求1所述的方法，其中，确定标识所述N个天线子阵列（16)间的减损的 影响的所述减损矩阵（50)还包括： 针对每个不同的组合（32、70)导出至少一个线性方程，至少一个线性方程中的每个线 性方程包括： 信号元素（d)，所述信号元素（d)标识与每个不同的组合（32、70)相关联的信号特性， 所述信号特性包括与所述至少两个同时信号发射中的每个信号发射相关联的特定幅度和 特定相位； 传播元素（a)，所述传播元素（a)标识所述至少两个天线子阵列（16)中的每个天线子 阵列（16)与位于所述相应位置（26)处的天线（28)之间的预期信号传递；以及 减损变量，所述减损变量表示未知的减损元素（c)。
6. 根据权利要求5所述的方法，还包括： 基于所述多个不同的组合（32、70)导出至少N2个独立的线性方程；以及 使用最小均方函数和伪逆函数之一对所述减损变量进行求解，以确定所述减损变量， 每个减损变量包括所述减损矩阵（50)中的元素（c)。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中，基于所述减损矩阵（50)来确定所述减损补偿矩 阵（56)包括： 对所述减损矩阵（50)求逆或伪逆，以确定所述减损补偿矩阵（56)。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述多个不同的组合（32、70)还包括： 针对每个不同的组合（32、70): 从所述至少两个天线子阵列（16)发起所述至少两个同时信号发射；以及 从所述相应位置（26)处的移动设备￠8)接收指示所述至少两个同时信号发射在所述 相应位置（26)处形成零点（24)的信号信息。
9. 根据权利要求8所述的方法，还包括： 向所述移动设备￠8)请求所述移动设备￠8)的位置（26);以及 识别所述移动设备（68)的所述位置（26)作为所述相应位置（26)。
10. 根据权利要求9所述的方法，其中，发起所述至少两个同时信号发射还包括： 向所述移动设备发送信息块（72、74)，所述信息块（72, 74)包括由所述至少两个天线 子阵列（16)中的单个天线子阵列（16)产生的第一参考信号（1〇和由所述至少两个天线 子阵列（16)产生的第二参考信号。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中，从所述相应位置（26)处的所述移动设备接收 指示所述至少两个同时信号发射在所述相应位置（26)处形成所述零点（24)的所述信号信 息包括： 从所述移动设备￠8)接收指示所述第一参考信号〇〇由所述移动设备￠8)接收的 第一信号信息和指示所述第二参考信号（Ri)在所述相应位置（26)处形成所述零点（24)的 第二信号信息。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述多个不同的组合（32、70)还包括： 针对所述多个不同的组合（32、70)中的至少一些不同的组合（32、70): 从所述至少两个天线子阵列（16)发起所述至少两个同时信号发射；以及 迭代地进行以下操作： 从所述相应位置（26)处的移动设备￠8)接收标识所述至少两个同时信号发射的信号 强度的信号信息；以及 改变所述至少两个同时信号发射的所述相关联的信号特性，直到所述信号信息指示所 述至少两个同时信号发射在所述相应位置（26)处形成零点（24)为止。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述相应位置（26)是根据相对于所述天线阵列 (14)的视轴的方位角和在其处检测到所述至少一个零点（24)的天线来定义的。
14. 根据权利要求1所述的方法，还包括： 确定多个不同的减损补偿矩阵（56)，每个不同的减损补偿矩阵（56)与所述天线阵列 (14)的带宽内的不同频率相对应。
15. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述相应位置（26)是至少部分地基于仰角来定 义的。
16. -种用于确定用于补偿包括N个天线子阵列（16)的天线阵列（14)中的减损的减 损补偿矩阵（56)的方法，包括： 从所述N个天线子阵列（16)的子集发起多个多信号发射，每个多信号发射包括来自所 述子集中的每个天线子阵列（16)的信号的同时发射，每个信号具有至少包括特定幅度和 相位的信号特性； 确定所述天线阵列（14)的信号接收区域内在所述多个多信号发射中的至少一些多信 号发射期间形成零点（24)的多个位置（26); 基于所述多信号发射的所述信号特性和所述多个位置（26)处的预期信号接收，确定 标识所述N个天线子阵列（16)间的减损的影响的减损矩阵（50);以及 基于所述减损矩阵（50)来确定所述减损补偿矩阵（56)。
17. -种用于确定用于补偿包括N个天线子阵列（16)的天线阵列中的减损的减损补偿 矩阵（56)的方法，包括： 确定多个不同的零点成形多信号发射，每个零点成形多信号发射包括： 在多个位置（26)中的位置（26)处形成零点（24)的来自所述N个天线子阵列（16)中 的至少两个天线子阵列（16)的同时信号发射；以及 基于与所述多个不同的零点成形多信号发射相关联的信号特性和所述多个位置（26) 处的预期信号接收，确定标识所述N个天线子阵列（16)间的减损的影响的减损矩阵（50); 以及 基于所述减损矩阵（50)来确定所述减损补偿矩阵（56)。
18. -种设备（12)，包括： 多个天线端口，每个天线端口被配置为与天线阵列（14)的天线子阵列（16)进行通 ?目； 控制器（80)，所述控制器（80)包括处理器（82)并且可通信地耦合到所述多个天线端 口，所述控制器（80)被配置为： 确定在多个位置（26)中的相应位置（26)处形成至少一个零点（24)的多信号发射的 多个不同的组合（32、70)，每个不同的组合（32、70)包括： 多信号发射，所述多信号发射包括来自所述Ν个天线子阵列（16)中的至少两个天线子 阵列（16)的至少两个同时信号发射，所述至少两个同时信号发射具有相关联的信号特性； 以及 所述相应位置（26); 基于与多信号发射的所述多个不同的组合（32、70)相关联的信号特性（d)和所述多 个位置处的预期信号接收，确定标识所述N个天线子阵列（16)间的减损的影响的减损矩阵 (50);以及 基于所述减损矩阵（50)来确定所述减损补偿矩阵（56)。
19. 根据权利要求18所述的设备，其中，所述处理器（82)还被配置为： 产生用于经由所述天线阵列（14)发射到移动设备（68)的信号；以及 在经由所述天线阵列（14)进行发射之前，根据所述减损补偿矩阵（56)对所述信号进 行预处理以形成经预处理的信号。
20. 根据权利要求18所述的设备，其中，为了确定标识所述N个天线子阵列间的减损的 影响的所述减损矩阵（50)，所述控制器（80)还被配置为： 针对每个不同的组合（32、70)导出线性方程，每个线性方程包括： 信号元素（d)，所述信号元素（d)标识与所述不同的组合（32、70)的所述至少两个同时 信号发射中的每个信号发射相关联的特定幅度和特定相位； 传播元素（a)，所述传播元素（a)标识所述至少两个天线子阵列（16)中的每个天线子 阵列（16)与位于所述相应位置（26)处的天线（28)之间的预期信号接收；以及 减损变量，所述减损变量表示未知的减损元素（c)。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，所述控制器（80)还被配置为： 基于所述多个不同的组合（32、70)导出至少N2个独立的线性方程；以及 使用最小均方函数和伪逆函数之一对所述未知的减损变量进行求解，以确定所述减损 变量，每个减损变量包括所述减损矩阵（56)中的元素。
【文档编号】H04B17/00GK104115429SQ201380009059
【公开日】2014年10月22日 申请日期:2013年2月12日 优先权日:2012年2月13日
【发明者】尼尔·麦高恩, 马蒂尼斯·W·达西尔维拉, 波·葛兰松, 皮特·迪恩 申请人:奥普蒂斯蜂窝技术有限责任公司