用于天线校准的方法和装置的制造方法

文档序号:8399473阅读:351来源:国知局
用于天线校准的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明的实施例一般性地设及通信系统,并且更特别地设及用于对基站内的天线 阵列进行校准的方法、无线电单元和基站。
【背景技术】
[0002] 该一节介绍了可W帮助促进对(多项)本发明的更好的理解的各方面。相应地, 该一节的陈述将W此为前提进行阅读并且将不被理解为关于什么在现有技术中或者什么 不在现有技术中的承认。
[0003] 本描述和附图中出现的缩写词和术语定义如下。
[0004] 3GPP 第S代合作伙伴计划
[0005] AIR 天线集成无线电
[0006]BS 基站
[0007] DL 下行链路
[000引抑D 频分双工
[0009] LTE 长期演进
[0010] LTE-A 长期演进-高级
[0011]RMS 均方根
[001引 RRU 远程无线电单元
[0013]SPDT 单极双掷
[0014] TOD 时分双工
[0015]TDSCDMA时分同步码分多址
[0016] TOR 传输器观测接收器
[0017] UL 上行链路
[001引 VSWR 电压驻波比
[0019] 智能天线已经是电信时分双工(T孤)标准中最为重要的特征之一,并且在频分双 工(抑D)标准也开始如此。归因于改进的天线增益W及来自其他空间上分离的用户的干扰 的减少,基站能够使用智能天线阵列来增加其最大范围和容量。波束形成算法经常假设天 线阵列没有错误并且多信道收发器具有相同的传送函数。该一特征要求"天线校准",W确 保每个信道/路径的增益/振幅和相位能够被获知并且被控制。
[0020] 图1示出了为了天线校准而通常使用的解决方案的简要框图。如图1中所示出 的,存在无线电单元110、天线阵列120、w及无线电单元110与天线阵列120之间的多对射 频(RF)端口 112。该些RF端口对112由RF电缆130连接。无线电单元110经由RF端口 112向天线阵列120递送RF信号W用于传输,并且经由RF端口 112来接收由天线阵列120 从空中接收的RF信号。无线电单元110可W包括与RF端口 112相对应的多条传输/接收 (TX/R幻路径/信道(未示出)。每条TX/RX路径可W包括用于在RF域中执行信号处理的 各种组件,例如,诸如低噪声放大器(LNA)或高功率放大器(HPA)的各种放大器、数模转换 器值AC)、模数转换器(ADC)、调制器、混频器,等等。
[0021] 为了校准天线,专口提供了一对RF端口用于天线校准,即天线校准端口 114。天线 禪合单元122被布置在天线阵列120内,W禪合进出多条TX/RX路径的校准信号。
[002引图2图示了基于图1中的硬件结构的用于上行链路扣L)校准的信号流程。化校 准也可W被称作接收器(R幻校准。
[002引如图2中所示出的,已知的化校准信号150通过天线校准端口 114被传输给天线 禪合单元122。化校准信号可W由与无线电单元110分离的某个设备所生成,例如,布置在 基带单元(未示出)内的化校准信号生成器。天线禪合单元122能够将该化校准信号注 入到将被校准的一条RX路径之中。然后,该化校准信号通过该RX路径行进并且到达RX 校准单元(未示出)。该RX校准单元能够处理该化校准信号并且估计该RX路径的传送函 数。用于估计传送函数的算法能够是本领域中的任何已知算法。
[0024] 应当注意,该里仅示出了一条RX路径的校准并且其他路径是相同的。多条RX/UL 路径可W同时地或者依次地被校准。天线校准端口 114被用作对于所有RX路径的共同传 输器。
[0025] 图3图示了基于1中的硬件结构的用于下行链路值L)校准的信号流程。化校准 也可W被称作传输器(T幻校准。
[0026] 如图3中所示出的,已知的化校准信号140正通过一条TX路径行进。类似地,该 化校准信号可W由与无线电单元110分离的某个设备所生成,例如,布置在基带单元(未示 出)内的化校准信号生成器。天线禪合单元122能够从将被校准的TX路径中提取该化 校准信号,并且将其经由天线校准端口 114馈送回给TX校准单元(未示出)。该TX校准单 元能够处理该化校准信号并且估计该TX路径的传送函数。
[0027] 同样应当注意,该里仅示出了一条TX路径的校准并且其他路径是相同的。多条 TX/化路径可W同时地或者依次地被校准。天线校准端口 114被用作对于所有TX路径的共 同接收器。换句话说,天线校准端口 114充当对于所有化信号的参考上行链路扣L)信道。 [002引另外,天线监测(antennasupervision)是非常传统地被要求的特征,用W检测天 线是否妥善连接。电压驻波比(VSWR)通常被用于天线监测。当传输线(电缆)W不与该 传输线的特征阻抗相匹配的阻抗而被终接时,并非所有的功率都被该终端所吸收。功率的 一部分沿着该传输线被反射回。正向(或入射)信号与逆向(或反射)信号相混合,而引 起了该传输线上的电压驻波模式。最大电压与最小电压的比率被称作VSWR。因此,在天线 监测中,将检测天线端口处的正向(或入射)功率和逆向(或反射)功率,W监测无线电单 元与天线阵列之间的连接状况。
[0029] 图4简要地示出了通常使用的天线监测解决方案。如图4中所示出的,禪合器116 被禪合在无线电单元侧的RF端口 112附近。禪合器116从所讨论的传输线中提取正向信 号和逆向信号给MS功率检测单元118。通常,RMS功率检测单元118可W由简单接收器来 实施,该简单接收器可W包括下变频器、频率生成单元和ADC,W确保功率能够在干扰存在 的情况下是准确的。应当注意,该里仅示出了一条配置有禪合器116的路径并且其他路径 是相同的。

【发明内容】

[0030] 如从图2-4所看出的,从更高的系统层面来看,天线阵列120中的禪合单元122与 无线电单元110中的禪合器116稍有冗余。进一步地,当前的天线校准解决方案在天线阵 列侧和无线电单元侧两者都要求附加的校准端口 114。归因于该附加的校准端口,可能要求 额外的防雷保护(li曲tingprotection),因为在校准端口内通常没有用于防雷保护的腔 体滤波器。另外,传统的"MS功率检测单元"由独立的接收器所制成,该花费过多。
[0031] 因此,在本领域中将合意的是,提供一种天线校准的低成本硬件解决方案。也将合 意的是,提供基于天线校准的该低成本硬件结构的天线监测。
[0032] 为了更好地解决一个或多个上述令人担屯、的事实,在本发明的第一方面中,提供 了一种无线电单元。该无线电单元可W包括;多条传输/接收(TX/R幻路径;与该多条TX/ RX路径相连接的多个射频(R巧端口;W及禪合单元,与该多条TX/RX路径相禪合,并且被 配置为向该多条RX路径中的至少一条RX路径中注入上行链路扣L)校准信号,并且从该多 条TX路径中的至少一条TX路径中提取下行链路值L)校准信号。
[0033] 在一些实施例中,该禪合单元可W进一步被配置为,从该多条TX路径中的至少一 条TX路径中提取传输信号功率,W监测该无线电单元与天线阵列之间的连接状况。该传输 信号功率可W包括正向功率和逆向功率。
[0034] 在一个实施例中,该禪合单元可W包括连接至该多条TX/RX路径中的一条TX/RX 路径的开关阵列,并且该一条TX/RX路径W时分方式被重复使用,W用于向该禪合单元化 传输校准信号,从该禪合单元接收该DL校准信号,并且从该禪合单元接收所提取的传输信 号功率。
[0035] 在另一个实施例中,该无线电单元可W进一步包括独立TX/RX路径。该禪合单元 可W包括连接至该独立TX/RX路径的开关阵列,并且该独立TX/RX路径被用于向该禪合单 元传输UL校准信号,从该禪合单元接收该DL校准信号,并且从该禪合单元接收所提取的传 输信号功率。
[0036] 在又另一个实施例中,当该无线电单元使用在频分双工(FDD)系统中时,它可W 进一步包括传输器观测接收器(TOR)。该禪合单元可W包括连接至该TOR并且连接至该多 条TX/RX路径中的一条TX路径的开关阵列,并且该TX路径被重复用于向该禪合单
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