一种天线通道的降阶方法及装置与流程

本发明涉及无线通信中的天线通道管理技术，尤其涉及一种天线通道的降阶方法及装置。

背景技术：

作为空分技术的智能天线技术，已经成为继频分复用、时分复用和码分复用之后最具吸引力的技术。在时分长期演进(TD-LTE，Time Division Long Term Evolution)系统中，为了降低终端间的同频干扰，同时增加小区边缘用户的吞吐量和覆盖范围，在基站侧引入具有小阵元间距的多天线波束赋形技术。而为了保证波束赋形的正确性和可靠性，智能天线的天线校准成为一项关键的应用技术。具体的，基站通过智能天线的校准可以减小天线阵列的各个通道的幅度和相位误差，以保证波束赋形的正确性和可靠性。

现有技术中，基站的基带处理单元(BBU，Building Base band Unit)完成基带信号的处理，基站的射频拉远模块(RRU，Radio Remote Unit)实现射频处理和信号放大功能，RRU和BBU之间通过光纤连接。当个别天线通道故障时，采用预设的天线通道数跨越式递减的处理方式，将故障的天线通道进行闭塞，使得故障的天线通道退出运行(即排除在天线阵列)，将天线阵列的进行降阶，使得故障天线通道关闭，从而减小对波束赋形，保证业务的正常进行。例如：在现有宏基站8天线阵列中，当基站检测到某根天线通道出现故障的时候，直接降到4天线阵列，以关闭有故障的天线通道；当4天线阵列中某些天线出现故障的时候，再降到2天线阵列，以关闭有故障的天线通道。

然而，采用现有技术中天线通道数跨越式递减的处理方式，对天线通道进行降阶时，天线通道数跨越式递减，会导致系统性能下降；同时，在大规模的 天线阵列中，甚至上千根的天线阵列中，当出现个别天线通道故障时，利用现有天线降阶技术，基站要跨越式支持多种矩阵维度的天线阵列，且降价代价较大；或者，基站要支持最大天线数以下所有矩阵维度的天线阵列，比如，64天线阵列，基站需要支持1、2、3……64种维度的天线阵列，这对基站而言是难以承受和实现的。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明实施例期望提供一种天线通道降阶的方法及装置，能够在不影响基站系统性能、不改变天线矩阵维数的基础上，更易实现天线通道降阶消除故障天线通道对波束赋形的影响，保证业务的正常进行。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种天线通道的降阶方法，所述方法包括：

进行天线校准时，对天线通道进行检测；

检测到存在故障的第一天线通道时，将所述第一天线通道对应的第一天线通道校准补偿因子设置为0；

检测到未存在故障的第二天线通道时，将所述第二天线通道对应的第二天线通道校准补偿因子设置为不变；

根据天线通道校准补偿因子矩阵，调整天线的赋形权值，使得与所述第一天线通道校准补偿因子对应的天线上的赋形权值为0，实现天线降阶；其中，所述天线通道校准补偿因子矩阵包括所述第一天线通道校准补偿因子和所述第二天线通道校准补偿因子。

在上述方案中，所述天线校准包括上行天线通道校准和下行天线通道校准；

所述进行天线校准时，对天线通道进行检测，包括：

进行所述上行天线校准时，对上行天线通道进行检测，以及进行所述下行天线校准时，对下行天线通道进行检测；

相应的，所述对上行天线通道进行检测之前，所述方法还包括：

获取上行天线通道校准补偿因子A_k；其中，k＝1、2、3……K，K为天线 阵列中的最大上行天线数；

所述对下行天线通道进行检测之前，所述方法还包括：

获取下行天线通道校准补偿因子B_k；其中，k＝1、2、3……K，K为天线阵列中的最大下行天线数。

在上述方案中，所述第一天线通道为上行天线通道i，所述第一天线通道校准补偿因子为所述上行天线通道i对应的上行天线通道校准补偿因子A_i，其中，i∈{0、1、2、3……K-1}；

相应的，所述检测到存在故障的第一天线通道时，将所述第一天线通道对应的第一天线通道校准补偿因子设置为0，包括：

检测到所述上行天线通道i存在故障时，设置所述上行天线通道校准补偿因子A_i＝0。

在上述方案中，所述第一天线通道为下行天线通道j，或所述第一天线通道为下行天线通道j和上行天线通道j；

所述第一天线通道校准补偿因子为所述上行天线通道j对应的上行天线通道校准补偿因子A_j和所述下行天线通道j对应的下行天线通道校准补偿因子B_j，其中，j∈{0、1、2、3……K-1}；

相应的，所述检测到存在故障的第一天线通道时，将所述第一天线通道对应的第一天线通道校准补偿因子设置为0，包括：

检测到所述下行天线通道j存在故障时，设置所述上行天线通道校准补偿因子A_j＝0和所述下行天线通道校准补偿因子B_j＝0。

在上述方案中，所述第一天线通道为下行天线通道j，所述第一天线通道校准补偿因子为所述下行天线通道j对应的下行天线通道校准补偿因子B_j，其中，j∈{0、1、2、3……K-1}；

相应的，所述检测到存在故障的第一天线通道时，将所述第一天线通道对应的第一天线通道校准补偿因子设置为0，包括：

检测到所述下行天线通道j存在故障时，设置所述下行天线通道校准补偿因子B_j＝0。

本发明实施例提供一种天线通道的降阶装置，所述装置包括：

检测单元，用于进行天线校准时，对天线通道进行检测；

设置单元，用于所述检测单元检测到存在故障的第一天线通道时，将所述第一天线通道对应的第一天线通道校准补偿因子设置为0；

所述设置单元，还用于所述检测单元检测到未存在故障的第二天线通道时，将所述第二天线通道对应的第二天线通道校准补偿因子设置为不变；

调整单元，用于根据所述设置单元设置的所述天线通道校准补偿因子矩阵，调整天线的赋形权值，使得与所述设置单元设置的所述第一天线通道校准补偿因子对应的天线上的赋形权值为0，实现天线降阶；其中，所述天线通道校准补偿因子矩阵包括所述设置单元设置的所述第一天线通道校准补偿因子和所述第二天线通道校准补偿因子。

在上述方案中，所述天线校准包括上行天线通道校准和下行天线通道校准；

所述检测单元，具体用于进行所述上行天线校准时，对上行天线通道进行检测，以及进行所述下行天线校准时，对下行天线通道进行检测；

相应的，所述装置还包括：获取单元；

所述获取单元，用于所述检测单元对上行天线通道进行检测之前，获取上行天线通道校准补偿因子A_k；其中，k＝1、2、3……K，K为天线阵列中的最大上行天线数；以及，所述检测单元对下行天线通道进行检测之前，获取下行天线通道校准补偿因子B_k；其中，k＝1、2、3……K，K为天线阵列中的最大下行天线数。

在上述方案中，所述检测单元检测的所述第一天线通道为上行天线通道i，所述获取单元获取的所述第一天线通道校准补偿因子为所述上行天线通道i对应的上行天线通道校准补偿因子A_i，其中，i∈{0、1、2、3……K-1}；

所述设置单元，具体用于所述检测单元检测到所述上行天线通道i存在故障时，设置所述获取单元获取的所述上行天线通道校准补偿因子A_i＝0。

在上述方案中，所述检测单元检测的所述第一天线通道为下行天线通道j，或所述检测单元检测的所述第一天线通道为下行天线通道j和上行天线通道j；

所述获取单元获取的所述第一天线通道校准补偿因子为所述上行天线通道j对应的上行天线通道校准补偿因子A_j和所述下行天线通道j对应的下行天线通道校准补偿因子B_j，其中，j∈{0、1、2、3……K-1}；

所述设置单元，具体用于所述检测单元检测到所述下行天线通道j存在故障时，设置所述获取单元获取的所述上行天线通道校准补偿因子A_j＝0，以及设置所述获取单元获取的所述下行天线通道校准补偿因子B_j＝0。

在上述方案中，所述检测单元检测的所述第一天线通道为下行天线通道j，所述获取单元获取的所述第一天线通道校准补偿因子为所述下行天线通道j对应的下行天线通道校准补偿因子B_j，其中，j∈{0、1、2、3……K-1}；

所述设置单元，具体用于所述检测单元检测到所述下行天线通道j存在故障时，设置所述获取单元获取的所述下行天线通道校准补偿因子B_j＝0。

本发明实施例提供了一种天线通道降阶的方法及装置，通过进行天线校准时，对天线通道进行检测；检测到存在故障的第一天线通道时，将第一天线通道对应的第一天线通道校准补偿因子设置为0；检测到未存在故障的第二天线通道时，将第二天线通道对应的第二天线通道校准补偿因子设置为不变；根据天线通道校准补偿因子矩阵，调整天线的赋形权值，使得与第一天线通道校准补偿因子对应的天线上的赋形权值为0，实现天线降阶。采用上述技术实现方案，由于天线通道的降阶装置根据天线通道校准补偿因子矩阵，对天线阵列中的天线进行天线补偿，本领域技术人员可以理解，由于故障的天线通道对应的天线通道校准因子为0，因此，使用该故障的天线通道接收的探测信号上的子载波全部为0(频域数据全部为0)，使得归一化后的故障天线的通道估计对应为0，进而计算的与该故障的天线通道对应的赋形权值为0。当通过与赋形权值矩阵相乘将所有空分用户的数据映射到天线阵列上时，赋形数据在故障的天线上数据为0，从而使得基站天线能够在不影响基站系统性能、不改变天线矩阵维数的基础上，更加容易地实现了天线通道降阶消除故障天线通道对波束赋形的影响，保证了业务的正常进行。

附图说明

图1为本发明实施例实现的结构框图；

图2为本发明实施例提供的一种天线通道的降阶方法的流程图一；

图3为本发明实施例提供的一种天线通道的降阶方法的流程图二；

图4为本发明实施例提供的一种天线通道的降阶装置的结构示意图一；

图5为本发明实施例提供的一种天线通道的降阶装置的结构示意图二。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

新一代宽带无线移动通信系统以正交频分复用技术(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)和多天线技术为基础，并在移动通信空中接口技术中全面以优化分组进行数据传输。OFDM具有频率选择性，解决了多径信道的问题，同时大大提高频带利用率；在多天线技术中，多输入多输出(MIMO，Multiple Input Multiple Output)技术是利用多天线提供的空间自由度分离用户。不同的用户可以占用相同的时频资源，这样信号可以通过信号处理算法抑制多用户之间的干扰，并通过时频资源复用的方式来提高小区吞吐量。在智能天线中.波束赋形是最重要也是最普遍的一项关键技术，它充分利用了分集增益、阵列增益及干扰抑制增益，以改善系统性能以及提高频谱效率。

具体的，波束赋形技术是一种基于天线阵列的信号处理技术，是通过调整天线阵列中每个阵元的加权系数产生具有指向性的波束，从而能够获得明显的阵列增益。波束赋形技术应用于小间距的天线阵列智能多天线传输技术，其主要原理是利用空间信道的强相关性及波的干涉原理产生强方向性辐射方向图，使得辐射方向图的主瓣自适应地指向用户来波方向，从而提高信噪比、增大系统容量或者覆盖范围。针对赋形前无线射频通道上下行的不对称性，信号一般都会在基带单元处理，但是射频通道也属于无线信道中的一部分，这样就会导致信号从基带单元到射频单元，再到无线端口过程中受到多方面的影响，譬如 功率放大器、滤波、光缆、温度等都会使得系统上下行无线信道无法保持很好的一致性。为了保证波束赋形的高质量性，应该对每个天线通道进行校准，传统的校准是通过RRU进行时域校准，而本发明实施例是通过，BBU进行频域校准，从而补偿各个通道的相位差和幅度差，提高校准的准确性，即如图1所示，本发明实施例中的天线通道的降阶装置1设置在BBU中，或者为与BBU相连接的模块，本发明实施例不作限制。

需要说明的是，BBU 2通过光纤连接RRU 3，RRU通过天线耦合盘4与天线阵列5连接。

实施例一

本发明的实施例提供一种天线通道的降阶方法，如图2所示，该方法可以包括：

S101、进行天线校准时，对天线通道进行检测。

本步骤中，由天线通道的降阶装置进行天线校准。

需要说明的是，天线校准一般分为三个阶段：(1)、天线通道幅相估计(通过发送和接收训练序列的方式进行通道的幅相估计)；(2)、天线通道的状态判断(判断天线通道的状态是否满足幅相调整的条件)；(3)、通道幅相调整(按照一定规则将各天线通道的幅相调节为一致)。

天线校准是为调整各天线通道幅相一致而设计的，但是在实际工作中能辅助BBU完成天线通道的故障检测和判断，本发明实施例借助于天线校准过程中的天线通道校准补偿因子(校准系数)来实现故障的天线通道中的赋形权值为0，从而消除该故障的天线对天线阵列的波束赋形的影响。

特别的，本发明实施例适用于可以进行天线校准，且智能天线利用波束赋形技术的任何场合。

需要说明的是，天线阵列中的有上行天线和下行天线，上行天线数和下行天线数一致，因此，上行天线通道和下行天线通道相对应。天线通道的降阶装置可以先检测上行天线通道，然后再检测下行天线通道。

具体的，本发明实施例中，天线通道的降阶装置进行天线校准时，可以对 天线通道的幅相、功率及硬件等进行检测。具体的检测方式为现有技术，在此本发明实施例不进行说明。

进一步地，本发明实施例借助于天线校准过程中的天线通道校准补偿因子(校准系数)来实现故障的天线通道中的加权权值为0，其中，加权权值的加权对象为上行业务数据(上行接收数据)和下行业务数据(下行广播数据)，从而使得该故障的天线通道的数据为0，停止故障的天线通道的业务运行，以保证未故障的天线通道的业务正常运行。

具体的，一方面，上行接收业务数据在故障的上行天线通道上为0，通过不改变上行接收运算矩阵，利用其他未故障的上行天线通道的接收信号进行正确的上行解调，从而使得故障的上行天线通道的影响降到最小。另一方面，故障的下行天线通道对应的下行天线通道校准补偿因子为0，使得下行广播天线通道在故障的下行天线上的广播数据为0，从而将故障的下行天线通道的影响降到最小。

S102、检测到存在故障的第一天线通道时，将该第一天线通道对应的第一天线通道校准补偿因子设置为0。

具体的，天线通道的降阶装置对天线通道进行检测之后，由于天线校准过程中，获取了各天线通道对应的天线通道校准补偿因子，这时该天线通道的降阶装置检测到存在故障的第一天线通道时，可以将与该第一天线通道对应的第一天线通道校准补偿因子设置成0。

需要说明的是，天线阵列中的每个天线的天线通道校准补偿因子组成一个天线通道校准补偿因子矩阵。在天线校准的过程中，每个天线通过与其对应的天线通道校准补偿因子相乘，来补偿天线之间的幅度和相位的差异，即幅相调整。

可以理解的是，当天线阵列中有天线出现故障时，为了使得该故障天线不影响其他天线的波束赋形的进行，本发明实施例可以通过使得该故障天线在波束赋形过程中的故障天线上的赋形权值为0，进而达到最终赋形数据为0的目的。

示例性的，假设天线阵列有K个上行天线通道，K≥1，天线通道的降阶装置检测上行天线通道i的功率值异常，于是，将与该上行天线通道i对应的天线通道校准补偿因子设置成0；本发明实施例中，i从0开始编号，其中，i∈{0、1、2、3……K-1}，具体的编号起始，本发明实施例不作限制。

S103、检测到未存在故障的第二天线通道时，将该第二天线通道对应的第二天线通道校准补偿因子设置为不变。

具体的，天线通道的降阶装置对天线通道进行检测之后，对于检测到的未出现故障的天线通道的天线通道校准补偿因子是不必进行改变天线校准时获取的天线通道校准补偿因子的。因此，天线通道的降阶装置检测到未存在故障的第二天线通道时，该天线通道的降阶装置可以不改变该第二天线通道对应的第二天线通道校准补偿因子。

需要说明的是，S102和S103为S101之后的可选步骤，根据实际检测情况选择其中一个步骤执行；也就是说，在本发明实施例中，S101之后，可以执行S102，也可以执行S103，具体的执行顺序可以根据实际情况而定，本发明实施例不作限制。

S104、根据天线通道校准补偿因子矩阵，调整天线的赋形权值，使得与第一天线通道校准补偿因子对应的天线上的赋形权值为0，实现天线降阶；其中，该天线通道校准补偿因子矩阵包括该第一天线通道校准补偿因子和第二天线通道校准补偿因子。

具体的，天线通道的降阶装置根据天线通道校准补偿因子矩阵，对天线阵列中的天线进行天线补偿，本领域技术人员可以理解，由于第一天线通道校准因子为0，因此，使用该第一天线通道的接收的探测信号上的子载波全部为0(频域数据全部为0)，从而使得归一化后的第一天线的通道估计对应为0，进而计算的与该第一天线通道对应的赋形权值为0。当通过与赋形权值矩阵相乘将所有空分用户的数据映射到天线阵列上时，赋形数据在第一天线上数据为0，从而不影响天线阵列中的其他天线上的业务数据的正常运行。

示例性的，假设天线阵列有K个上行天线通道，K≥1，天线通道的降阶装 置检测上行天线通道i的功率值异常，与该上行天线通道i对应的天线通道校准补偿因子为0，于是，本领域技术人员可以理解，使用该上行天线通道i接收的探测信号上的子载波全部为0，从而使得归一化后的上行天线i的通道估计矩阵中的第i+1列全为0，进而计算的与该上行天线通道i的赋形权值矩阵中的第i+1行全为0。当通过与赋形权值矩阵相乘将所有空分用户的数据映射到K根天线上时，赋形数据在天线i上数据为0，即实质上是K-1根天线正常进行业务数据，不影响天线阵列中的其他K-1根天线上的业务数据的正常运行；其中，i∈{0、1、2、3……K-1}。

需要说明的是，上行天线通道发生故障和下行天线通道发生故障的情况可以分为三种，具体的过程将在后续实施例中进行说明。

本发明实施例所提供的天线通道的降阶方法，通过进行天线校准时，对天线通道进行检测；检测到存在故障的第一天线通道时，将第一天线通道对应的第一天线通道校准补偿因子设置为0；检测到未存在故障的第二天线通道时，将第二天线通道对应的第二天线通道校准补偿因子设置为不变；根据天线通道校准补偿因子矩阵，调整天线的赋形权值，使得与第一天线通道校准补偿因子对应的天线上的赋形权值为0，实现天线降阶。采用上述技术实现方案，由于天线通道的降阶装置根据天线通道校准补偿因子矩阵，对天线阵列中的天线进行天线补偿，本领域技术人员可以理解，由于故障的天线通道对应的天线通道校准因子为0，因此，使用该故障的天线通道接收的探测信号上的子载波全部为0(频域数据全部为0)，使得归一化后的故障天线的通道估计对应为0，进而计算的与该故障的天线通道对应的赋形权值为0。当通过与赋形权值矩阵相乘将所有空分用户的数据映射到天线阵列上时，赋形数据在故障的天线上数据为0，从而使得基站天线能够在不影响基站系统性能、不改变天线矩阵维数的基础上，更加容易地实现了天线通道降阶消除故障天线通道对波束赋形的影响，保证了业务的正常进行。

实施例二

本发明的实施例提供一种天线通道的降阶方法，如图3所示，本发明实施 例以天线通道的降阶装置为执行主体进行说明，该方法可以包括：

S201、天线通道的降阶装置进行上行天线校准时，获取上行天线通道校准补偿因子A_k；其中，k＝1、2、3……K，K为天线阵列中的最大上行天线数。

需要说明的是，天线校准一般分为三个阶段：(1)、天线通道幅相估计(通过发送和接收训练序列的方式进行通道的幅相估计)；(2)、天线通道的状态判断(判断天线通道的状态是否满足幅相调整的条件)；(3)、通道幅相调整(按照一定规则将各天线通道的幅相调节为一致)。

天线校准是为调整各天线通道幅相一致而设计的，但是在实际工作中能辅助BBU完成天线通道的故障检测和判断，本发明实施例借助于天线校准过程中的天线通道校准补偿因子(校准系数)来实现故障的天线通道中的赋形权值为0，从而消除该故障的天线对天线阵列的波束赋形的影响。

需要说明的是，上行天线通道为接收信道，可以接收信号。

特别的，本发明实施例适用于可以进行天线校准，且智能天线利用波束赋形技术的任何场合。

需要说明的是，天线阵列中的有上行天线和下行天线，上行天线数和下行天线数一致，因此，上行天线通道和下行天线通道相对应。天线通道的降阶装置可以先检测上行天线通道，然后再检测下行天线通道。

具体的，天线通道的降阶装置进行上行天线校准时，通过现有的计算方式分别获取与上行天线对应的上行天线通道校准补偿因子A_k；其中，k＝1、2、3……K，K为天线阵列中的最大上行天线数。

需要说明的是，A_k为本发明实施例中使用的上行天线通道校准补偿因子参数表示，也可以为其他表示符号，具体的上行天线通道校准补偿因子的表示方式本发明实施例不作限制。

S202、天线通道的降阶装置对上行天线通道进行检测。

天线通道的降阶装置进行上行天线校准时，获取上行天线通道校准补偿因子A_k之后，由k＝1、2、3……K，K为天线阵列中的最大上行天线数天线通道校准补偿因子可知，本发明实施例中的天线阵列中的上行天线有K根。于是， 天线通道的降阶装置对K根上行天线对应的K个上行天线通道进行检测。

其中，本发明实施例中，天线通道的降阶装置可以对上行天线通道的幅相、功率及硬件等进行检测。具体的检测方式为现有技术，在此本发明实施例不进行说明。

S203、天线通道的降阶装置检测到上行天线通道i存在故障时，设置上行天线通道校准补偿因子A_i＝0；其中，i∈{0、1、2、3……K-1}。

具体的，天线通道的降阶装置对上行天线通道进行检测之后，由于上行天线校准过程中，获取了各上行天线通道对应的天线通道校准补偿因子A_k，这时该天线通道的降阶装置检测到存在故障的上行天线通道i时，为了使得故障的上行天线通道i不影响天线最终的赋形角度，将该上行天线通道j的赋形权值进行调整，即可以将与该上行天线通道i对应的上行天线通道校准补偿因子A_i设置成0；其中，i∈{0、1、2、3……K-1}。

需要说明的是，天线阵列中的每个天线的天线通道校准补偿因子组成一个天线通道校准补偿因子矩阵。在天线校准的过程中，每个天线通过与其对应的天线通道校准补偿因子相乘，来补偿天线之间的幅度和相位的差异，即幅相调整。

在本发明实施例中，前面实施例中的第一天线通道为上行天线通道i，前面实施例中的第一天线通道校准补偿因子为上行天线通道i对应的上行天线通道校准补偿因子A_i。

可以理解的是，当天线阵列中有天线出现故障时，为了使得该故障天线不影响其他天线的波束赋形的进行，本发明实施例可以通过使得该故障天线在波束赋形过程中的故障天线上的赋形权值为0，进而达到最终赋形数据为0的目的。

进一步地，天线通道降阶装置检测到有多个天线通道发生故障时，该天线通道降阶装置将该多个故障的天线通道对应的多个天线通道校准补偿因子设置为0。

示例性的，假设天线阵列有K个上行天线通道，K≥1，天线通道的降阶装 置检测上行天线通道i的功率值异常，于是，将与该上行天线通道i对应的天线通道校准补偿因子A_i设置成0；本发明实施例中，i从0开始编号，其中，i∈{0、1、2、3……K-1}，具体的编号起始，本发明实施例不作限制。

S204、天线通道的降阶装置检测到未存在故障的上行天线通道t时，将该上行天线通道t对应的上行天线通道校准补偿因子A_t设置为不变；其中，t∈{0、1、2、3……K-1}。

具体的，天线通道的降阶装置对上行天线通道进行检测之后，对于检测到的未出现故障的上行天线通道t的上行天线通道校准补偿因子A_t是不必进行改变天线校准时获取的天线通道校准补偿因子的。因此，天线通道的降阶装置检测到未存在故障的上行天线通道t时，该天线通道的降阶装置可以不改变该上行天线通道t对应的上行天线通道校准补偿因子A_t，其中，t∈{0、1、2、3……K-1}。

本发明实施例中，t从0开始编号，其中，t∈{0、1、2、3……K-1}，具体的编号起始，本发明实施例不作限制。

需要说明的是，S203和S204为S202之后的可选步骤，根据实际检测情况选择其中一个步骤执行；也就是说，在本发明实施例中，S202之后，可以执行S203，也可以执行S204，具体的执行顺序可以根据实际情况而定，本发明实施例不作限制。

S205、天线通道的降阶装置进行下行天线校准时，获取下行天线通道校准补偿因子B_k；其中，k＝1、2、3……K，K为天线阵列中的最大下行天线数。

需要说明的是，天线阵列中的有上行天线和下行天线，上行天线数和下行天线数一致，因此，上行天线通道和下行天线通道相对应。天线通道的降阶装置可以先检测上行天线通道，完成上行天线通道校准补偿因子的设置后，再检测下行天线通道。

具体的，天线通道的降阶装置进行下行天线校准时，通过现有的计算方式分别获取与下行天线对应的下行天线通道校准补偿因子B_k；其中，k＝1、2、3……K，K为天线阵列中的最大下行天线数。

本发明实施例中，下行天线通道为发射信道，可以发射信号。

需要说明的是，B_k为本发明实施例中使用的下行天线通道校准补偿因子参数表示，也可以为其他表示符号，具体的下行天线通道校准补偿因子的表示方式本发明实施例不作限制。

S206、天线通道的降阶装置对下行天线通道进行检测。

天线通道的降阶装置进行下行天线校准时，获取下行天线通道校准补偿因子B_k之后，由k＝1、2、3……K，K为天线阵列中的最大下行天线数天线通道校准补偿因子可知，本发明实施例中的天线阵列中的下行天线有K根。于是，天线通道的降阶装置对K根下行天线对应的K个下行天线通道进行检测。

其中，本发明实施例中，天线通道的降阶装置可以对下行天线通道的幅相、功率及硬件等进行检测。具体的检测方式为现有技术，在此本发明实施例不进行说明。

S207、天线通道的降阶装置检测到下行天线通道j存在故障时，设置上行天线通道校准补偿因子A_j＝0和下行天线通道校准补偿因子B_j＝0；其中，j∈{0、1、2、3……K-1}。

在本发明实施例中，前面实施例中的第一天线通道为下行天线通道j，前面实施例中的第一天线通道校准补偿因子为上行天线通道j对应的上行天线通道校准补偿因子A_j和下行天线通道j对应的下行天线通道校准补偿因子B_j。

具体的，天线通道的降阶装置对下行天线通道进行检测之后，由于下行天线校准过程中，获取了各下行天线通道对应的天线通道校准补偿因子B_k，这时该天线通道的降阶装置检测到存在故障的下行天线通道j时，可以与该下行天线通道j相同编号的上行天线通道校准补偿因子A_j设置成0，以及将与该下行天线通道j对应的下行天线通道校准补偿因子B_j设置成0；其中，j∈{0、1、2、3……K-1}。

需要说明的是，当下行天线通道j故障时，可以通过设置下行天线通道校准补偿因子为零，来保证故障通道的发射信号为0，同时，为了使得故障的下行天线通道j不影响天线最终的赋形角度，将该下行天线通道j的赋形权值进行 调整，即设置对应编号j的上行天线通道校准补偿因子A_j为0。

进一步地，天线通道的降阶装置检测到下行天线通道j存在故障时，可以只设置下行天线通道校准补偿因子B_j＝0。

此时，前面实施例中的第一天线通道为下行天线通道j，前面实施例中的第一天线通道校准补偿因子为下行天线通道j对应的下行天线通道校准补偿因子B_j。

例如：下行天线通道为广播信道时，广播信道包括各种控制信道，直接调整广播权值会比较复杂，此时可以通过设置故障下行通道的下行天线通道校准补偿因子为零，来使得故障的广播信道的发射信号为零，而广播信道的发射信号为零影响广播覆盖的功率增益，但不影响赋形角度，因此，在这种情况下，只需将下行天线通道校准补偿因子设置为0即可。

其中，广播信道的具体处理过程如下：假设端口p的数据为d^p，完成端口向天线映射后的天线ka_Rx的数据为则：

$d_{k_{\mathrm{out}}^p}=d^p\×{W_{(\mathrm{BC},k_{\mathrm{out}}^p)}}^H---\left(1\right)$

其中，为广播权值，d^p为广播数据，为进行加权映射后的广播数据。

根据公式(2)再对映射后的数据进行天线校准。

$d_{\mathrm{IFFT}}=d_{k_{\mathrm{out}}^p}\×W_{\mathrm{AC}}^{{(n,{\mathrm{ka}}_{\mathrm{TX}})}^H}---\left(2\right)$

其中，为下行天线通道校准补偿因子矩阵，d_IFFT为校准后的广播数据。当天线该广播的某个下行天线通道发生故障时，中与该某个下行天线通道对应的下行天线通道校准补偿因子设置0。

可以理解的是，由于天线通道的降阶装置已经设置故障天线通道的下行广播天线通道校准补偿因子为0，因此，在下行广播天线通道上进行下行广播时故障的下行广播天线通道的上的下行广播数据为0，从而不影响其他未故障的下行广播天线通道的业务的正常运行。

S208、天线通道的降阶装置检测到下行天线通道j和上行天线通道j存在故障时，设置下行天线通道校准补偿因子B_j＝0和上行天线通道校准补偿因子A_j＝0；其中，j∈{0、1、2、3……K-1}。

在本发明实施例中，前面实施例中的第一天线通道为下行天线通道j和上行天线通道j，前面实施例中的第一天线通道校准补偿因子为上行天线通道j对应的上行天线通道校准补偿因子A_j和下行天线通道j对应的下行天线通道校准补偿因子B_j。具体的，天线通道的降阶装置对下行天线通道进行检测之后，由于下行天线校准过程中，获取了各下行天线通道对应的天线通道校准补偿因子B_k和各上行天线通道对应的天线通道校准补偿因子A_k，这时该天线通道的降阶装置检测到存在故障的下行天线通道j和上行天线通道j时，可以将与该下行天线通道j对应的下行天线通道校准补偿因子B_j设置成0，以及将与该上行天线通道j对应的上行天线通道校准补偿因子A_j＝0；其中，j∈{0、1、2、3……K-1}。

S209、天线通道的降阶装置检测到未存在故障的下行天线通道n时，将该下行天线通道n对应的下行天线通道校准补偿因子B_n设置为不变；其中，n∈{0、1、2、3……K-1}。

具体的，天线通道的降阶装置对下行天线通道进行检测之后，对于检测到的未出现故障的下行天线通道n的天线通道校准补偿因子B_n是不必进行改变天线校准时获取的天线通道校准补偿因子的。因此，天线通道的降阶装置检测到未存在故障的下行天线通道n时，该天线通道的降阶装置可以不改变该下行天线通道n对应的下行天线通道校准补偿因子B_n；其中，n∈{0、1、2、3……K-1}。

本发明实施例中，n从0开始编号，其中，n∈{0、1、2、3……K-1}，具体的编号起始，本发明实施例不作限制。

需要说明的是，S207、S208和S209为S206之后的可选步骤，根据实际检测情况选择其中一个步骤执行；也就是说，在本发明实施例中，S206之后，可以执行S207，也可以执行S208，还可以执行S209，具体的执行顺序可以根据实际情况而定，本发明实施例不作限制。

S210、天线通道的降阶装置根据天线通道校准补偿因子矩阵，调整天线的 赋形权值，使得与天线通道校准补偿因子为0的天线上的赋形权值为0，实现天线降阶；其中，该天线通道校准补偿因子矩阵包括K根天线对应的K个天线通道校准补偿因子。

天线通道的降阶装置对故障的天线通道的天线通道校准补偿因子进行设置之后，天线通道的降阶装置根据天线通道校准补偿因子矩阵，对天线阵列中的天线进行天线补偿，本领域技术人员可以理解，由于故障的天线通道对应的天线通道校准因子为0，因此，使用该故障的天线通道接收的探测信号上的子载波全部为0(频域数据全部为0)，从而使得归一化后的故障天线的通道估计对应为0，进而计算的与该故障的天线通道对应的赋形权值为0。当通过与赋形权值矩阵相乘将所有空分用户的数据映射到天线阵列上时，赋形数据在故障的天线上数据为0，从而不影响天线阵列中的其他非故障的天线上的下行业务数据的赋形角度和正常运行；其中，天线通道校准补偿因子矩阵包括K根天线对应的K个天线通道校准补偿因子。

示例性的，假设天线阵列有K个上行天线通道，K≥1，天线通道的降阶装置检测上行天线通道i的功率值异常，与该上行天线通道i对应的天线通道校准补偿因子为0，于是，本领域技术人员可以理解，使用该上行天线通道i接收的探测信号上的子载波全部为0，从而使得归一化后的上行天线i的通道估计矩阵中的第i+1列全为0，进而计算的与该上行天线通道i的赋形权值矩阵中的第i+1行全为0。当通过与赋形权值矩阵相乘将所有空分用户的数据映射到K根天线上时，赋形数据在天线i上数据为0，即实质上是K-1根天线正常进行业务数据，不影响天线阵列中的其他K-1根天线上的业务数据的正常运行；其中，i∈{0、1、2、3……K-1}。

需要说明的是，对于用户业务赋形数据，通过上述上行天线通道故障中的说明，设置对应天线通道的上行天线通道校准补偿因子为0，就已经达到赋形权值的调整的目的。

具体的，在64根天线的阵列的天线校准过程中，假设上行天线的接收信号经过傅里叶变换之后，抽取的1200个探测信号的子载波为yf(k，ka_Rx，l)，k为子 载波索引，ka_Rx为接收天线索引，l为符号索引，w_{up_AC}为K个天线通道校准补偿因子组成的天线通道校准补偿因子矩阵，其中ka_Rx＝0、1、……、K，共有K根接收天线，天线校准补偿后信号f_srs(k，ka_Rx，l)为：

f_srs(k，ka_Rx，l)＝yf(k,ka_Rx，l)·w_{up_AC}(k，ks_Rx) (3)

将第ka_Rx根天线对应的天线通道校准补偿因子设置为0，从而使得故障天线通道接收的探测信号上的子载波全部为零，进一步假设经过归一化后的通道估计值为h_srs(ka_Rx，m，Ni，q)，其中ka_Rx为接收天线索引，m为RB索引，Ni为空分用户索引，q是单用户的流数索引，则在计算赋形权值的时候，首先构造出一个总体信道矩阵，即每个RB构造一个H(m)，m＝1,…,100。假设每个用户的流数为两流，H(m)如下所示。

这个矩阵H(m)的维度为[2Ni×K]，水平方向是64根天线顺序排列，垂直方向是Ni个用户的天线1和天线2依次排列。由于故障天线通道接收的探测信号上的子载波被置0，因此，根据线性运算获取的对应天线通道的信道估计H也为0，假设故障天线通道为i(从0开始编号)，则H(m)矩阵的第i+1列全部为0，然后计算空分赋形权值矩阵E_MU(m)，矩阵维度为[K×2Ni]，

W_MU(m)＝H^H(m)(H(m)·H^H(m))^-1，m＝1,……,100。由于上述H矩阵的第i+1列全部为0，则可以根据矩阵运算推导得出，矩阵W_MU(m)的第i+1行全部为0。假设端口p的数据为d^p，完成端口向天线映射后的天线ka_Rx的数据为则用户数据赋形过程为根据空分用户数2Ni，得知的维度为[1×2Ni]，通过矩阵相乘将所有空分用户的数据映射到K跟天线上。因为矩阵W_MU(m)的第i+1行全部为0，从而最终赋形数据在第i+1根天线上数据为0。

需要说明的是，上行某根接收通道故障，也会影响到上行物理上行共享信道(PUSCH，Physical Uplink Shared Channel)以及物理随机接入信道(PRACH，Physical Random Access Channel)以及物理上行链路控制信道(PUCCH，Physical Uplink Control Channel)等通道的天线接收。由于天线通道的降阶装置已经设置故障天线通道的上行天线通道校准补偿因子为0，因此，故障上行天线通道的影响会降到最低。

具体的，对于PRACH和PUCCH信道，由于现有技术中上行解调过程中分天线进行运算，再进行等增益合并，因此，天线通道的降阶装置设置上行天线通道校准补偿因子，从而使得该上行天线通道接收频域数据为0，不会影响到正常天线通道的接收增益。

可以理解的是，由于天线通道的降阶装置已经设置故障天线通道的上行接收天线通道校准补偿因子为0，因此，在上行接收天线通道上进行上行接收解调时故障的上行接收天线通道的上的上行接收数据为0，从而不影响其他未故障的上行天线通道的业务的正常运行。

需要说明的是，对于PUSCH信道，现有技术中信道估计是分天线进行的，不会受到影响，但在PUSCH信道进行均衡处理时，由于某上行天线信号为零，会导致干扰矩阵缺秩从而无法求逆，这时可以使用现有技术中的小因子矩阵补偿的方法来避免无法求逆的过程。因此，天线通道的降阶装置通过设置上行对应通道的上行天线通道校准补偿因子为0，是可以使得基站天线相关处理维度不发生变化的情况下，保证下行赋形性能和上行接收解调性能。

本发明实施例所提供的天线通道的降阶方法，通过进行天线校准时，对天线通道进行检测；检测到存在故障的第一天线通道时，将第一天线通道对应的第一天线通道校准补偿因子设置为0；检测到未存在故障的第二天线通道时，将第二天线通道对应的第二天线通道校准补偿因子设置为不变；根据天线通道校准补偿因子矩阵，调整天线的赋形权值，使得与第一天线通道校准补偿因子对应的天线上的赋形权值为0，实现天线降阶。采用上述技术实现方案，由于天线通道的降阶装置根据天线通道校准补偿因子矩阵，对天线阵列中的天线进 行天线补偿，本领域技术人员可以理解，由于故障的天线通道对应的天线通道校准因子为0，因此，使用该故障的天线通道接收的探测信号上的子载波全部为0(频域数据全部为0)，使得归一化后的故障天线的通道估计对应为0，进而计算的与该故障的天线通道对应的赋形权值为0。当通过与赋形权值矩阵相乘将所有空分用户的数据映射到天线阵列上时，赋形数据在故障的天线上数据为0，天线通道的降阶装置使得基站天线能够在不影响基站系统性能、不改变天线矩阵维数的基础上，更加容易地实现了天线通道降阶消除故障天线通道对波束赋形的影响，保证了业务的正常进行。

实施例三

如图4所示，本发明是实施例提供一种天线通道的降阶装置1，该装置1可以包括：

检测单元10，用于进行天线校准时，对天线通道进行检测。

设置单元11，用于所述检测单元10检测到存在故障的第一天线通道时，将所述第一天线通道对应的第一天线通道校准补偿因子设置为0。

所述设置单元11，还用于所述检测单元10检测到未存在故障的第二天线通道时，将所述第二天线通道对应的第二天线通道校准补偿因子设置为不变。

调整单元12，用于根据所述设置单元11设置的所述天线通道校准补偿因子矩阵，调整天线的赋形权值，使得与所述设置单元11设置的所述第一天线通道校准补偿因子对应的天线上的赋形权值为0，实现天线降阶；其中，所述天线通道校准补偿因子矩阵包括所述设置单元11设置的所述第一天线通道校准补偿因子和所述第二天线通道校准补偿因子。

可选的，所述天线校准包括上行天线通道校准和下行天线通道校准。

所述检测单元10，具体用于进行所述上行天线校准时，对上行天线通道进行检测，以及进行所述下行天线校准时，对下行天线通道进行检测。

可选的，如图5所示，所述装置1还包括：获取单元13。

所述获取单元13，用于所述检测单元10对上行天线通道进行检测之前，获取上行天线通道校准补偿因子A_k；其中，k＝1、2、3……K，K为天线阵列 中的最大上行天线数；以及，所述检测单元10对下行天线通道进行检测之前，获取下行天线通道校准补偿因子B_k；其中，k＝1、2、3……K，K为天线阵列中的最大下行天线数。

可选的，所述检测单元10检测的所述第一天线通道为上行天线通道i，所述获取单元13获取的所述第一天线通道校准补偿因子为所述上行天线通道i对应的上行天线通道校准补偿因子A_i，其中，i∈{0、1、2、3……K-1}。

所述设置单元11，具体用于所述检测单元10检测到所述上行天线通道i存在故障时，设置所述获取单元13获取的所述上行天线通道校准补偿因子A_i＝0。

可选的，所述检测单元10检测的所述第一天线通道为下行天线通道j，或所述检测单元10检测的所述第一天线通道为下行天线通道j和上行天线通道j。

所述获取单元13获取的所述第一天线通道校准补偿因子为所述上行天线通道j对应的上行天线通道校准补偿因子A_j和所述下行天线通道j对应的下行天线通道校准补偿因子B_j，其中，j∈{0、1、2、3……K-1}。

所述设置单元11，具体用于所述检测单元10检测到所述下行天线通道j存在故障时，设置所述获取单元13获取的所述上行天线通道校准补偿因子A_j＝0，以及设置所述获取单元13获取的所述下行天线通道校准补偿因子B_j＝0。

可选的，所述检测单元10检测的所述第一天线通道为下行天线通道j，所述获取单元13获取的所述第一天线通道校准补偿因子为所述下行天线通道j对应的下行天线通道校准补偿因子B_j，其中，j∈{0、1、2、3……K-1}。

所述设置单元11，具体用于所述检测单元10检测到所述下行天线通道j存在故障时，设置所述获取单元13获取的所述下行天线通道校准补偿因子B_j＝0。

需要说明的是，本发明实施例中的检测单元10、设置单元11、调整单元12及获取单元13都可以由处理器来做。处理器可以是中央处理器，或者是特定集成电路，或者是被配置成实施本发明的一个或多个集成电路。

在本发明实施例中的天线降阶装置可以是单独的装置，也可以是在现有的 天线的波束赋形和天线校准过程中的某些模块的组合，具体的实现方式本发明实施例不作限制。

本发明实施例所提供的天线降价装置，通过进行天线校准时，对天线通道进行检测；检测到存在故障的第一天线通道时，将第一天线通道对应的第一天线通道校准补偿因子设置为0；检测到未存在故障的第二天线通道时，将第二天线通道对应的第二天线通道校准补偿因子设置为不变；根据天线通道校准补偿因子矩阵，调整天线的赋形权值，使得与第一天线通道校准补偿因子对应的天线上的赋形权值为0，实现天线降阶。采用上述技术实现方案，由于天线通道的降阶装置根据天线通道校准补偿因子矩阵，对天线阵列中的天线进行天线补偿，本领域技术人员可以理解，由于故障的天线通道对应的天线通道校准因子为0，因此，使用该故障的天线通道接收的探测信号上的子载波全部为0(频域数据全部为0)，使得归一化后的故障天线的通道估计对应为0，进而计算的与该故障的天线通道对应的赋形权值为0。当通过与赋形权值矩阵相乘将所有空分用户的数据映射到天线阵列上时，赋形数据在故障的天线上数据为0，天线通道的降阶装置使得基站天线能够在不影响基站系统性能、不改变天线矩阵维数的基础上，更加容易地实现了天线通道降阶消除故障天线通道对波束赋形的影响，保证了业务的正常进行。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可 编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。