一种大规模天线系统的通道降秩方法及装置与流程

本发明涉及通信技术，更具体地，涉及大规模天线系统的通道降秩方法及装置。

背景技术：

在大规模(Massive)多输入多输出(MIMO：Multiple-Input Multiple-Output))天线系统中，由于设计的通道数很多，有的产品64个通道，有的128通道，甚至有256通道的产品。在商用后外场系统的工作中，难免会有个别通道出现故障的情况。这就需要要规避某个或者某几个通道故障对系统整体功能和性能造成的不利影响，提出能够保证系统正常运行的方法。

在Massive MIMO多天线系统中，主要是利用波束赋形(BF：Beamforming)技术，通过对多天线阵列进行波束赋形，使得空口信道之间趋于正交，空间的信道矩阵形成更多秩，从而得到更多的用户流数，提高系统的吞吐量。Massive MIMO提高系统的吞吐量主要依赖构造正交的空间相关矩阵，在Pre 5G的技术演进中，有时分双工(TDD：Time Division Duplexing)和频分双工(FDD：Frequency DivisionDual)的两种模式。其中TDD主要是在智能天线技术的基础上，利用上下行信道的互异性，得到多流空间信道矩阵；而FDD则可能更多是传统MIMO技术的延伸，利用空间预编码矩阵的方式来提升系统吞吐量。

可以看出，TDD系统在Massive MIMO系统中具有天然的优势，当基站的天线数不断增多时，利用上下行互异性，利用每个通道反向接收的上行信号，通过上行信道估计反推得到下行信道特征，再通过空间矩阵计算得到下行波束赋形权值。

如果在Massive MIMO天线系统中，出现了部分天线的故障或者损坏，多天线的空间矩阵将会被破坏，多用户之间的信道矩阵可能不再正交，多用户之间的互相干扰变得尤为突出，系统性能恶化。这主要表现在，对于普通用户，即不进行波束赋形的用户，它的上下行通道是独立的，如果存在通道损坏，可能会给上下行的信道增加干扰；而对于空分用户，即波束赋形的用户，射频通道的损坏，不仅会影响下行波束赋形的性能，而且也破坏了下行空间信道的矩阵，多用户之间不再正交，甚至可能互相干扰，下行空分性能恶化加剧。

因此，需要提出一种方法，在大规模天线系统出现部分天线损坏时，避免系统性能剧烈恶化，让基站仍然能够正常运行。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了以下技术方案。

一种大规模天线系统的通道降秩方法，包括：

对天线的通道进行校正检测，根据检测结果判断所述通道是否存在故障；

根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理。

可选地，

对天线的通道进行校正检测，根据检测结果判断所述通道是否存在故障，包括：

对天线的通道进行多次校正检测，根据每次检测结果判断所述通道是否存在故障，如每次判断均为所述通道存在故障，则确定所述通道存在故障，否则，确定所述通道不存在故障。

可选地，

所述根据每次检测结果判断所述通道是否存在故障，包括：

根据每次检测的所述通道的功率、信噪比和幅度范围中的一种或多种，判断所述通道是否存在故障。

可选地，

根据所述通道的功率、信噪比和频度范围中的一种或多种，判断通道是否为故障通道，包括：

如果一个通道满足以下一个或多个条件中的任意一个，则判断该通道存在故障，否则判断该通道不存在故障：

条件一：该通道的功率与所有通道平均功率之差小于相应的功率门限；

条件二：该通道的信噪比小于相应的信噪比门限；

条件三：该通道在输出频带内的幅度范围大于相应的幅度范围门限。

可选地，

根据所述通道的功率、信噪比和频度范围中的一种或多种，判断所述通道是否为故障通道，包括：

如果一参考通道满足所述条件一、条件二和条件三中的任意一个，则判断该参考通道存在故障，否则判断该参考通道不存在故障；

如果一普通通道满足所述条件一和条件二中的任意一个，则判断该普通通道存在故障，否则判断该普通通道不存在故障。

可选地，

根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：

如果参考通道不存在故障，不对参考通道进行降秩处理；

如果参考通道存在故障，且有备选参考通道不存在故障，则将不存在故障的一备选参考通道作为新的参考通道，不对参考通道进行降秩处理；

如果参考通道和所有备选参考通道均存在故障，则进行参考通道降秩，所述参考通道降秩包括：关闭参考通道中存在故障的上行通道和/或下行通道，关闭所述大规模天线系统的波束赋形功能。

可选地，

根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：

如果两个方向上的参考通道均不存在故障，不进行参考通道降秩；

如果至少有一个方向上的参考通道存在故障，且该方向上的所有备选参 考通道均存在故障，则进行参考通道降秩；

如果至少有一个方向上的参考通道存在故障，且在参考通道存在故障的每一方向上均有备选参考通道不存在故障，则将所述每一方向上不存在故障的一备选参考通道作为该方向上新的参考通道，不进行参考通道降秩；

其中，所述两个方向指上行方向和下行方向，所述参考通道降秩包括：关闭参考通道中存在故障的上行通道和/或下行通道，关闭所述大规模天线系统的波束赋形功能。

可选地，

所述根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：

对存在故障的每一普通通道，关闭该普通通道的上行通道和下行通道。

可选地，

所述根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：

对存在故障的每一普通通道：

在该普通通道用于波束赋形业务时，关闭该普通通道的上行通道和下行通道；

在该普通通道不用于波束赋形业务时，如该普通通道的上行通道故障则关闭其上行通道，如该普通通道的下行通道故障则关闭其下行通道。

可选地，

所述关闭该普通通道的上行通道，包括：将该普通通道的上行天线校正权值置0；

所述关闭该普通通道的下行通道，包括：将该普通通道的下行天线校正权值置0。

可选地，

判断所述通道是否存在故障之后，还包括：统计存在故障的通道的数目；

所述根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：

先判断所述数目是否大于等于相应的数目门限；

如是，则关闭所述大规模天线系统的波束赋形功能，并关闭存在故障的上行通道和下行通道；

如否，再对参考通道和普通通道分别进行降秩处理。

一种大规模天线系统的通道降秩装置，包括：

检测判断模块，用于对天线的通道进行校正检测，根据检测结果判断所述通道是否存在故障；

降秩处理模块，用于根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理。

可选地，

所述检测判断模块对天线的通道进行校正检测，根据检测结果判断所述通道是否存在故障，包括：对天线的通道进行多次校正检测，根据每次检测结果判断所述通道是否存在故障，如每次判断均为所述通道存在故障，则确定所述通道存在故障，否则，确定所述通道不存在故障。

可选地，

所述检测判断模块根据每次检测结果判断所述通道是否存在故障，包括：根据每次检测的所述通道的功率、信噪比和幅度范围中的一种或多种，判断所述通道是否存在故障。

可选地，

所述检测判断模块根据所述通道的功率、信噪比和频度范围中的一种或多种，判断通道是否为故障通道，包括：如果一个通道满足以下一个或多个条件中的任意一个，则判断该通道存在故障，否则判断该通道不存在故障：

条件一：该通道的功率与所有通道平均功率之差小于相应的功率门限；

条件二：该通道的信噪比小于相应的信噪比门限；

条件三：该通道在输出频带内的幅度范围大于相应的幅度范围门限。

可选地，

所述检测判断模块根据所述通道的功率、信噪比和频度范围中的一种或 多种，判断所述通道是否为故障通道，包括：

如果一参考通道满足所述条件一、条件二和条件三中的任意一个，则判断该参考通道存在故障，否则判断该参考通道不存在故障；

如果一普通通道满足所述条件一和条件二中的任意一个，则判断该普通通道存在故障，否则判断该普通通道不存在故障。

可选地，

所述降秩处理模块根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：

如果参考通道不存在故障，不对参考通道进行降秩处理；

如果参考通道存在故障，且有备选参考通道不存在故障，则将不存在故障的一备选参考通道作为新的参考通道，不对参考通道进行降秩处理；

如果参考通道和所有备选参考通道均存在故障，则通知所述降秩处理模块进行参考通道降秩；

所述降秩处理模块进行参考通道降秩，包括：关闭参考通道中存在故障的上行通道和/或下行通道，关闭所述大规模天线系统的波束赋形功能。

可选地，

所述降秩处理模块根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：

如果两个方向上的参考通道均不存在故障，不进行参考通道降秩；

如果至少有一个方向上的参考通道存在故障，且该方向上的所有备选参考通道均存在故障，则通知所述降秩处理模块进行参考通道降秩；

如果至少有一个方向上的参考通道存在故障，且在参考通道存在故障的每一方向上均有备选参考通道不存在故障，则将所述每一方向上不存在故障的一备选参考通道作为该方向上新的参考通道，不进行参考通道降秩；

所述降秩处理模块进行参考通道降秩，包括：关闭参考通道中存在故障的上行通道和/或下行通道，关闭所述大规模天线系统的波束赋形功能。

可选地，

所述降秩处理模块根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：对存在故障的每一普通通道，关闭该普通通道的上行通道和下行通道。

可选地，

所述降秩处理模块根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：对存在故障的每一普通通道：在该普通通道用于波束赋形业务时，关闭该普通通道的上行通道和下行通道；在该普通通道不用于波束赋形业务时，如该普通通道的上行通道故障则关闭其上行通道，如该普通通道的下行通道故障则关闭其下行通道。

可选地，

所述降秩处理模块关闭该普通通道的上行通道，包括：将该普通通道的上行天线校正权值置0；所述降秩处理模块关闭该普通通道的下行通道，包括：将该普通通道的下行天线校正权值置0。

可选地，

所述检测判断模块还用于统计存在故障的通道的数目；

所述降秩处理模块根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：先判断所述数目是否大于等于相应的数目门限：如是，则关闭所述大规模天线系统的波束赋形功能，并关闭存在故障的上行通道和下行通道；如否，再对参考通道和普通通道分别进行降秩处理。

上述大规模天线系统的通道降秩方法和装置，在出现部分天线损坏时，能够准确定位故障通道，并对故障通道进行降秩处理，弥补天线损坏的负面影响，提高大规模天线系统的可靠性和稳定性。

附图说明

图1是本发明实施例一通道降秩方法的流程图；

图2是本发明实施例一通道降秩装置的模块图；

图3是本发明示例一64天线系统的映射示意图；

图4是本发明示例一通道故障判断的流程示意图；

图5是本发明示例一参考通道降秩处理的流程示意图；

图6是本发明示例一普通通道降秩处理的流程示意图；

图7是本发明示例二参考通道降秩处理的流程示意图；

图8是本发明示例四普通通道联合降秩的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例一

本实施例的大规模天线系统以TDD的Massive MIMO系统为例。如图1所示，本实施例大规模天线系统的通道降秩方法包括：

步骤110，对天线的通道进行校正检测，根据检测结果判断所述通道是否存在故障；

步骤120，根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理。

为了使大规模天线系统中各天线通道之间的幅度和相位保持一致，需要进行天线校正。如果没有天线校正，波束赋行的性能将受影响，达不到理想的波束赋行效果。在校正过程中，需要进行校正检测，根据检测结果进行通道校准。如果检测结果表示通道已损坏，本实施例将根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理。

文中的天线包括物理天线及相应的射频通道(简称为通道)，对应于一根物理天线的通道包括一个上行通道和一个下行通道。以设置在基站的大规模天线系统为例，基站接收方向是上行方向，上行通道即基站的射频接收通道；基站发射方向是下行方向，下行通道即基站的射频发射通道。

文中，从天线校正的角度，将大规模天线系统中天线的通道分为参考通 道和普通通道，参考通道是其他通道校准的基础，除参考通道外的其他通道均为普通通道。参考通道可分为上行参考通道和下行参考通道，分别作为其他通道上行校准和下行校准的基础。普通通道中有一类特殊的通道称为备选参考通道，备选参考通道的集合可称为备选参考通道池。

文中，如没有更具体的限定和特殊的说明，对一个通道(包括参考通道和普通通道)的校正检测，包括对该通道的上行通道和下行通道的校正检测，判断该通道是否存在故障，包括判断该通道的上行通道和下行通道是否存在故障。如无特别说明，一个通道的上行通道和下行通道中至少有一个存在故障，即认为该通道存在故障。

上述步骤110对天线的通道进行校正检测，根据检测结果判断所述通道是否存在故障时，为了获取更多的样本数据，提高通道故障判决模块的准确性，避免由于某种异常或突发情况引起的误判断，本实施例对天线的通道进行多次校正检测，根据每次检测结果判断所述通道是否存在故障，如每次判断均为所述通道存在故障，则确定所述通道存在故障，否则，确定所述通道不存在故障。但本发明并不对校正次数进行局限。

每次校正时，可以但不局限于根据所述通道的功率、信噪比和幅度范围中的一种或多种，判断所述通道是否存在故障。

具体地，可以采用以下判断条件：

如果一个通道满足以下一个或多个条件中的任意一个(任意一个包括同时满足多种的情况)，则判断该通道存在故障，否则判断该通道不存在故障：

条件一：该通道的功率与所有通道平均功率之差小于相应的功率门限；

条件二：该通道的信噪比小于相应的信噪比门限；

条件三：该通道在输出频带内的幅度范围大于相应的幅度范围门限。

上述条件一是根据功率校准准则的判断，条件二是根据信噪比准则的判断。本实施例中，考虑到参考通道和普通通道的不同，对参考通道还增加条件三即信道平坦度准则的判断。具体地，如果一参考通道满足所述条件一、条件二和条件三中的任意一个，则判断该参考通道存在故障，否则判断该参 考通道不存在故障；如果一普通通道满足所述条件一和条件二中的任意一个，则判断该普通通道存在故障，否则判断该普通通道不存在故障。

上述步骤120根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理时，分为对参考通道的降秩处理和普通通道的降秩处理。

在参考通道故障时，可以从不存在故障的备选参考通道中选出新的参考通道，原来的参考通道不再作为通道校准用的参考通道。

具体地，对参考通道的降秩处理包括：

如果参考通道不存在故障，不对参考通道进行降秩处理；

如果参考通道存在故障，且有备选参考通道不存在故障，则将不存在故障的一备选参考通道作为新的参考通道，不对参考通道进行降秩处理；

如果参考通道和所有备选参考通道均存在故障，则进行参考通道降秩；其中，所述参考通道降秩包括：关闭参考通道中存在故障的上行通道和/或下行通道，关闭所述大规模天线系统的波束赋形功能。关闭大规模天线系统的波束赋形功能后，参考通道不存在故障的方向上的通道可以不关闭。

在通道校准的角度来说，如果参考通道不存在故障或者从选出了一个新的参考通道，则可以继续对普通通道进行校准。如果参考通道和所有备选参考通道均存在故障，则不再对普通通道进行校准。但是，仍可以对存在故障的普通通道进行降秩处理。备选参考通道没有被选为参考通道时，按照普通通道进行降秩处理。选出新的参考通道后，原来存在故障的参考通道可作为普通通道进行降秩处理。

TDD的Massive MIMO系统需要考虑同一通道中上行通道和下行通道的互易性，上行参考通道和下行参考通道需要在一个参考通道中。

具体地，对普通通道的降秩处理可以有两种方式：

第一种，对存在故障的每一普通通道，关闭该普通通道的上行通道和下行通道。

这种方式比较简单，不管存在故障的普通通道是上行通道故障，或者下 行通道故障，或者上行通道和下行通道均故障，都将该普通通道的上行通道和下行通道关闭，不再参与数据传输和波束赋形。

第二种，对存在故障的每一普通通道，在该普通通道用于波束赋形业务(如分配给空分用户)时，关闭该普通通道的上行通道和下行通道，不区分上行通道故障和下行通道故障；在该普通通道不用于波束赋形业务(如分配给非空分用户，或整个系统的波束赋形功能被关闭)时，对上行通道故障和下行通道故障分别进行降秩处理，即，如该普通通道的上行通道故障则关闭其上行通道，如该普通通道的下行通道故障则关闭其下行通道。

这种方式在普通通道不用于波束赋形业务时，如果只存在一个方向上的通道故障，还可以使用另一方向上的通道。但需要根据该普通通道是否用于波束赋形业务的情况实时地进行调整，处理相对复杂。

本实施例中，所述关闭该普通通道的上行通道，包括：将该普通通道的上行天线校正权值置0；所述关闭该普通通道的下行通道，包括：将该普通通道的下行天线校正权值置0。但是，本发明也可以采用其他关闭通道的方式。

本实施例还提供一种大规模天线系统的通道降秩装置，如图2所示，包括：

检测判断模块10，用于对天线的通道进行校正检测，根据检测结果判断所述通道是否存在故障；

降秩处理模块20，用于根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理。

可选地，

所述检测判断模块对天线的通道进行校正检测，根据检测结果判断所述通道是否存在故障，包括：对天线的通道进行多次校正检测，根据每次检测结果判断所述通道是否存在故障，如每次判断均为所述通道存在故障，则确定所述通道存在故障，否则，确定所述通道不存在故障。

可选地，

所述检测判断模块根据每次检测结果判断所述通道是否存在故障，包括：根据每次检测的所述通道的功率、信噪比和幅度范围中的一种或多种，判断所述通道是否存在故障。

可选地，

所述检测判断模块根据所述通道的功率、信噪比和频度范围中的一种或多种，判断通道是否为故障通道，包括：如果一个通道满足以下一个或多个条件中的任意一个，则判断该通道存在故障，否则判断该通道不存在故障：

条件一：该通道的功率与所有通道平均功率之差小于相应的功率门限；

条件二：该通道的信噪比小于相应的信噪比门限；

条件三：该通道在输出频带内的幅度范围大于相应的幅度范围门限。

可选地，

所述检测判断模块根据所述通道的功率、信噪比和频度范围中的一种或多种，判断所述通道是否为故障通道，包括：

如果一参考通道满足所述条件一、条件二和条件三中的任意一个，则判断该参考通道存在故障，否则判断该参考通道不存在故障；

如果一普通通道满足所述条件一和条件二中的任意一个，则判断该普通通道存在故障，否则判断该普通通道不存在故障。

可选地，

所述降秩处理模块根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：

如果参考通道不存在故障，不对参考通道进行降秩处理；

如果参考通道存在故障，且有备选参考通道不存在故障，则将不存在故障的一备选参考通道作为新的参考通道，不对参考通道进行降秩处理；

如果参考通道和所有备选参考通道均存在故障，则通知所述降秩处理模块进行参考通道降秩；

所述降秩处理模块进行参考通道降秩，包括：关闭参考通道中存在故障的上行通道和/或下行通道，关闭所述大规模天线系统的波束赋形功能。

可选地，

所述降秩处理模块根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：对存在故障的每一普通通道，关闭该普通通道的上行通道和下行通道。

可选地，

所述降秩处理模块根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：对存在故障的每一普通通道：在该普通通道用于波束赋形业务时，关闭该普通通道的上行通道和下行通道；在该普通通道不用于波束赋形业务时，如该普通通道的上行通道故障则关闭其上行通道，如该普通通道的下行通道故障则关闭其下行通道。

可选地，

所述降秩处理模块关闭该普通通道的上行通道，包括：将该普通通道的上行天线校正权值置0；所述降秩处理模块关闭该普通通道的下行通道，包括：将该普通通道的下行天线校正权值置0。

实施例二

本实施例的大规模天线系统以FDD的Massive MIMO系统为例。本实施例与实施例一通道降秩方法基本相同，不同之处在于，FDD系统中可以不需要考虑通道互易性，因而在对参考通道进行降秩处理时，可以对上行参考通道和下行参考通道分别进行处理，具体地：

本实施例根据通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：

如果两个方向上的参考通道均不存在故障，不进行参考通道降秩；

如果至少有一个方向上的参考通道存在故障，且该方向上的所有备选参考通道均存在故障，则进行参考通道降秩；

如果至少有一个方向上的参考通道存在故障，且在参考通道存在故障的每一方向上均有备选参考通道不存在故障，则将所述每一方向上不存在故障的一备选参考通道作为该方向上新的参考通道，不进行参考通道降秩；

其中，所述两个方向指上行方向和下行方向，所述参考通道降秩的方式包括：关闭参考通道中存在故障的上行通道和/或下行通道，关闭所述大规模天线系统的波束赋形功能。

同样地，本实施例的通道降秩装置与实施例一的通道降秩装置相比，降秩处理模块对参考通道降秩的处理有所不同，具体方式如下：

本实施例降秩处理模块根据通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：

如果参考通道不存在故障，不对参考通道进行降秩处理；

如果参考通道存在故障，且有备选参考通道不存在故障，则将不存在故障的一备选参考通道作为新的参考通道，不对参考通道进行降秩处理；

如果参考通道和所有备选参考通道均存在故障，则通知所述降秩处理模块进行参考通道降秩；

所述降秩处理模块进行参考通道降秩，包括：关闭参考通道中存在故障的上行通道和/或下行通道，关闭所述大规模天线系统的波束赋形功能。

实施例三

本实施例的大规模天线系统可以是FDD的Massive MIMO系统，也可以是TDD的Massive MIMO系统。本实施例的通道降秩方法在实施例一或实施例二通道降秩方法的基础上，增加了统计故障通道数目的处理，在故障通道过多时，采用一种降秩处理方式，而在故障通道不多时，再采用实施例一或实施例二中的降秩处理方式。

具体地，本实施例判断所述通道是否存在故障之后，统计存在故障的通道的数目；而根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：先判断所述数目是否大于等于相应的数目门限；

如是，则关闭所述大规模天线系统的波束赋形功能，并关闭存在故障的上行通道和下行通道(此时上、下行通道的关闭也是分别处理的)；

如否，再对参考通道和普通通道分别进行降秩处理，可以采用实施例一或实施例二中的降秩处理方式。

相应地，本实施例通道降秩装置中的检测判断模块还用于统计存在故障的通道的数目；而所述降秩处理模块根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括：先判断所述数目是否大于等于相应的数目门限：如是，则关闭所述大规模天线系统的波束赋形功能，并关闭存在故障的上行通道和下行通道；如否，再对参考通道和普通通道分别进行降秩处理。

以下再通过几个应用中的示例进行说明。

示例一

本示例利用通道间的差异性和通道的接收信号判决通道是否损坏。可以通过功率准则，信噪比准则和通道平坦度准则等联合判断通道是否为故障通道，但不局限于此。本示例区分不同的通道和不同的功能进行降秩处理。

如图3所示，本示例的大规模天线系统共有64根天线，天线的排列方式和编号规则如图所示，该64根天线包括两个极化方向的天线。

在天线校正的设计中，假定通道0为默认的上、下行校正的参考通道，同时根据天线排列的顺序以及在实际应用中的相对位置关系，将通道16，通道32和通道48选择为备用参考通道，这些参考通道就构成了一个参考通道池(参考通道的选择是依赖于天线布置和射频整机模型而定，不同的射频整机，参考通道的选择也是可以不一样的，一般将参考通道池做成一个整表存放在系统设备中)。其它通道在进行校正时以参考通道为基准，校正后其它通道的幅相特性与参考通道的保持一致。

本示例大规模天线系统的通道降秩方法，对通道是否存在故障的判断过程如下，可参见图4：

本示例对参考通道和普通通道采用不同的判断方式。作为示例性地，对参考通道，基于以下准则1、准则2和准则3进行故障判断，对普通通道，基于准则1和准则2进行故障判断。。

基于准则1的判断：

根据校正检测接收的天线数据，计算各个通道的功率与所有通道平均功率之差，如果该差值小于相应的功率门限值DeltaP1，则认为该通道接收的信号太弱，可能是噪声或者其它通道泄漏过来的信号，判断该通道不满足功率校准准则，否则判定该通道满足功率校准准则。

例如：一共有3个通道，其中2个通道接收功率为15，1个通道接收功率为2；则所有通道的平均功率为10.6，假定DeltaP1设为-3。那么功率为15的2个通道的功率与所有通道平均功率之差是4.4，大于门限-3，判断该2个通道满足功率校准准则；而功率为2的通道的功率与所有通道平均功率之差是-8.6，小于门限-3，则判断该通道不满足功率校准准则。

基于准则2的判断：

根据校正检测接收的天线数据，估算各个通道的信噪比，如果某一通道的信噪比小于相应的门限值SNR1，则判断该通道不满足信噪比准则，否则判断该通道满足信噪比准则。

基于准则3的判断：

根据校正检测接收的天线数据，计算通道在输出频带内的幅度，判断通道在输出频带内的幅度范围(也即幅度最大值和幅度最小值之差)是否小于设定的幅度范围门限值DeltaA，如果是，即判断该通道满足通道平坦度准则，否则判断该通道不满足通道平坦度准则。

对于一个参考通道，如果该参考通道不满足以上3个准则中的任意一个(包括同时不满足多个)，即判断该参考通道为故障通道。对于一个普通通道，如果该普通通道不满足准则1和准则2中的任意一个，即判断该普通通道为故障通道。

应该说明的是，一个通道(包括参考通道和普通通道)中的上行通道和下行通道的功率、信噪比和幅度范围都可以是不同的，因此应用上述准则判断参考通道和普通通道是否存在故障时，对于其中的上行通道或下行通道是分别进行判断的。如无特别说明，如果一个通道的上行通道和下行通道中至少有一个存在故障，即认为该通道存在故障。

对于存在故障的通道，可以在天线位图上，将其对应的位(bit)置为False，表示该通道存在故障或者说失效了。该天线位图可以有2个，一个用于表示各上行通道是否故障，另一个表示各下行通道是否故障。

本示例根据所述通道是否存在故障的判断结果进行通道降秩处理，包括参考通道降秩处理和普通通道降秩处理。

对参考通道的降秩处理可参见图5，包括：

如果参考通道不存在故障，不进行参考通道的降秩处理，结束；

如果参考通道存在故障，判断备选参考通道池中是否还有未判断的备选参考通道：

如果没有，说明参考通道和所有备选参考通道均存在故障，进行参考通道的降秩处理，结束；所述参考通道的降秩处理包括：关闭参考通道中存在故障的上行通道和/或下行通道，将该系统的波束赋形相关的功能关闭。

如果有，再从备选参考通道池未判断的备选参考通道中选择一个进行故障判断：

如果该备选参考通道不存在故障，则将该备选参考通道作为新的参考通道，不进行参考通道降秩处理，结束；

如果该备选参考通道存在故障，返回之前判断备选参考通道池中是否还有未判断的备选参考通道的步骤。

对普通通道的降秩处理可参见图6，本示例中，对于存在故障的普通通道，先判断该普通通道是否用于波束赋形业务：

如果是，对上行通道和下行通道单独进行降秩处理，即：如上行通道故障，单独对上行通道降秩；如下行通道故障，单独对下行通道降秩。

如果否，对上行通道和下行通道联合降秩，即上行通道和下行通道中只要有一个故障，即对相应的上行通道和下行通道均进行降秩。上述对某一方向上的通道降秩，可以是将该方向上的通道关闭，如将该方向上的通道的天线校正权值(AC：Antenna Calibrate)置0。

示例二

本示例基于示例一(图3)中的64天线的系统，对参考通道降秩进行说明。

本示例参考通道的降秩步骤为：

第一步：根据天线校正检测接收的数据，判断默认的参考通道0是否失效，如是，转入第二步，如否，转入第三步；

第二步：不进行参考通道的降秩处理，继续进行其它通道的校正，结束；

第三步：从参考通道池中选择未判断的备用参考通道，如选择到，转入第四步，否则，所有备选参考通道均故障，转入第六步；

选择的备用参考通道的顺序依次是备选参考通道16，备选参考通道32，最后是备选参考通道48。

第四步，判断备选参考通道是否存在故障，如果存在故障，返回第三步；如果不存在故障，转入第五步；

第五步：结束参考通道的降秩处理，选择该备用参考通道为后续天线校正计算的参考通道，继续其它通道的校正，结束；

第六步，进行参考通道的降秩处理。

在上述步骤一，本示例进行16次校正检测和判断，如果16次该参考通道0均被判断为故障，则判断该参考通道0存在故障。在参考通道是否故障的判断过程中，需要判断上述实施例一中的3个条件，作为示例性地，其中的门限可按以下方式取值：

条件一的功率门限DeltaP1＝－5db；

条件二的信噪比门限SNR1＝20DB；

条件三的信道平坦度门限DeltaA＝1DB；

本示例中，上下行通达是独立的，不需要上下行联合，不需要利用通道互易性。针对参考通道故障的降秩处理区分上行参考通道和下行参考通道，可参见图7。

首先对上行参考通道和备选上行参考通道进行校正检测和故障判断，如果上行参考通道和所有备选上行参考通道故障，则进行参考通道降秩。否则，再对下行参考通道和所有备选下行参考通道进行校正检测和故障判断，如果上行参考通道和所有备选上行参考通道故障，则进行参考通道降秩，否则，保存上、下行参考通道的校正权值。继续后续处理。

按照上述流程，如果图3所示的64天线系统，如果通道0、通道16，通道32和通道48的上行通道和/或下行通道均故障，将关闭大规模天线系统的波束赋形功能，此时基站不能够使用TM7，TM8模式的波束赋形。但基站即使不能进行波束赋形相关的应用，仍然可以进行其它的TM2，TM3等正常Lte模式的运行，基站小区仍然能够继续进行正常业务。

示例三

本示例涉及不用于波束赋形业务的普通通道的降秩处理，包括：

第一步：按照上、下行校正的流程，分别进行上、下行通道的校正检测；

第二步：进行上、下行通道的故障判断；

第三步：对存在故障的上、下行通道进行降秩处理。

其中对普通通道进行校正检测和判断，也进行16次校正检测和判断。如果通过16次校正检测和判断，该通道均被判断为故障，才判断该通道存在故障。。

在普通通道是否故障的判决过程中，使用上述实施例一的2个准则，其中的门限可按以下方式取值：

条件一的功率门限DeltaP2＝－10db；

条件二的信噪比(SNR：SIGNAL-NOISE RATIO)门限SNR2＝15DB；

如果普通通道被判断为故障，此时需要区分其分配给的用户进行不同的降秩处理。因为上下行天线降秩，会直接影响波束赋形用户的性能。

如果普通通道分配用于不进行波束赋形的用户，其上行通道和下行通道的降秩处理是独立的，互不相关，如下：

如果上行通道故障，将该上行通道的天线校正权值置0；

如果下行通道故障，将该下行通道的天线校正权值置0。

这样如果只有上行通道故障，不会影响基站的下行，在基站的下行方向，能够保障下行64天线的广播覆盖和64天线的下行功率发射；如果只有下行通道故障，则不会影响基站的上行。在基站的上行方向，基站能够接收到用户的64天线的合并增益，保证基站的上行接收性能。

示例四

本示例涉及用于波束赋形业务的普通通道的降秩处理。

对于空分用户，也就是需要进行波束赋形的用户，降秩处理需要特殊考虑。本示例是以TDD系统的Massive MIMO为例，TDD的Massive MIO主要是利用空间上下行互异性，通过大量的接收天线，获得用户的更多信道信息，这样就可以让更多的用户进行空分复用，提高基站上下行的吞吐量，实现Massive MIMO的商用价值。

本示例对普通通道故障的判断与示例三一致，但在上、下行通道故障的处理上不同，可以参见图8所示：

一普通通道的上行通道故障，将该通道的上行天线校正权值和下行天线校正权值均置0；

一普通通道的下行通道故障，将该通道的下行天线校正权值和上行天线校正权值均置0；

举例1：通道2的上行通道故障，根据上行校正处理判断，此时需要将通道2的上行校正权值置0。通道2的下行通道是正常的，会计算得到对应的下行天线校正权值。

然而由于通道2的上行通道故障，上行天线校正权值置0，那么通道2接收的数据就是无效的数据，无法获得对应通道接收的空口信息。本实施案例中利用SRS计算信道估计，通道2的信道估计全0；根据上下行信道互异性，上行只能得到63个通道的新到信息，下行也就只有63通道的波束赋形 权值。

此时通道2的下行通道也不应该发送数据信号，否则就会破坏波束赋形的方向，导致波束赋形的性能变差。在多用户空分的时候，多用户之间的正交性受到破坏，性能下降更严重。所以这时的天线降秩也需要将通道2的下行天线校正权值置0，相当于对通道2的下行通道进行关闭。

举例2：通道60的下行通道故障，将通道60的下行天线校正权值置0。通道60的上行通道是正常的，那么会得到通道60的上行天线校正权值。

如果不将通道60的上行天线校正权值置0，也就是不将通道60的上行通道关闭。那么在进用上行信道估计计算下行波束赋形权值时，就是按照64天线的天线矩阵进行权值计算，它的下行在实际波束赋形时，只有64天线一起按照对应的波束赋形权值进行信号发射，下行才是正确期望的定向方向。而通道60的下行通道故障，下行天线校正权值置0，无法发送该天线对应的波束，那么其它63根天线在空口发射时波束赋形的方向就偏离了原本期望的方向，波束赋形的效果就达不到了。

因此，在这种情况下，需要将通道60的上行天线校正权值也置0，上行通过63个接收通道得到上行信道估计，再利用这63个通道的信道估计计算下行的波束赋形权值，下行的波束赋形就能达到期望的效果。

示例四

本示例涉及在大规模(massive)天线中，当损坏通道数到底一定数目时的降秩处理。

本示例先通过天线校正检测，确定故障的通道，然后再判断故障的天线的数目，采取对应的降秩处理，包括：

通过天线校正检测和判断，将所有故障的参考通道和备选参考通道挑选出来，统计其数目，记为M；

通过天线校正检测和判断，将所有故障的普通通道挑选出来，统计其数据，记为N；

如果故障的天线数M+N没有达到相应的数目门限T，即M+N<T，按照以上示例三中描述的，对参考通道和普通通道分别进行降秩处理；

如果故障的天线数M+N达到了损坏的天线数目门限T，即M+N≥T，此时认为损坏的天线数目过多，破坏了Massive MIMO的阵列天线模型，此时将关闭大规模天线的波束赋形功能，只让基站进行其它的TM2，TM3等正常Lte模式的运行，保证基站的常规业务。同时对于故障的通道，区分上、下行通道损坏，进行单独的降秩处理，即：

该通道的上行通道故障时，将该通道的上行天线校正权值置0，即进行上行通道降秩；

该通道的下行通道故障时，将该通道的下行天线校正权值置0，即进行下行通道降秩。

在该实施案例中，如果所有的天线都损坏，那么基站将无法正常工作，此时将会上报后台进行告警，需要基站停止工作，待维修人员进行维修或者更换处理后才能继续工作。该实施案例的降秩处理方案，在实际应用中也是可能遇到的，对于大规模天线系统的可靠性提供了一个更好的保障。

通过上述方法和装置，可以看到，在实际外场商用出现天线故障，在非波束赋形场景，能够保证基站进行正常的业务和基本功能；在波束赋形场景，也不会因为通道受损，影响基站波束赋形的功能瘫痪，能够保证基站的空分性能。这对于大规模天线系统的Massive MIMO来说是至关重要的，一方面提升商用产品的可靠性和健壮性，另一方面也降低了产品的运维成本。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(ROM：read-only memory)/随机存取存储器(RAM：Random-Access Memory)、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。