带有内部并行天线校准的无线电单元的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本公开一般地涉及天线校准的技术领域，具体地，涉及带有内部并行天线校准的无线电单元。
【背景技术】
[0002]本节意在提供本公开中描述的技术的各个实施例的【背景技术】。本节中的描述可以包括可被实行的概念，但其不一定是之前已经构思或实行的概念。因此，除非本文另有指示，否则本节中描述的内容不是本公开的说明书和/或权利要求书的现有技术，也不因其仅仅被包含在本节中而被承认为现有技术。
[0003]智能/自适应天线波束成形(其允许无线信号的定向发送和接收)是时分双工(TDD)移动通信中的关键技术之一。为了准确的方向性，波束成形要求各个无线电路径具有相同的相位和幅度响应。为了满足这一要求，必须执行所谓的天线校准过程，从而可以对无线电路径之间的相位和幅度差进行补偿。
[0004]由于无线电单元内的发送路径和接收路径彼此独立，所以天线校准将被进一步分为发送校准和接收校准。在发送校准的情况中，每条发送路径都相对于其他发送路径被校准。在接收校准的情况中，每条接收路径都相对于其他接收路径被校准。
[0005]图1和2是分别示出了发送校准和接收校准的传统方法的示意图。如图1和2所示，针对发送校准和接收校准两者，使用与天线阵列200相连的无线电单元100的相同硬件布置。在天线阵列内，布置有校准网络。校准网络包括多个耦合器210-213，耦合器210-213使得在天线阵列200处从无线单元100接收的信号能够親合回无线电单元100。
[0006]针对发送校准，通过无线电单元100内的天线校准器110来初始地生成单独可识别的参考信号。然后，单独可识别的参考信号分别通过无线电单元100内的各个发送路径，并通过校准网络耦合回天线校准(AC)端口(由图1中的虚线所示)。如图1中所详示，所有发送路径具有相同的结构。将第二发送路径作为示例，每条发送路径都包括发送信号处理部分121和功率放大器(PA) 131和带通滤波器141。发送信号处理部分121由数字上转换器(DUC)1211、数字模拟转换器(DAC) 1212、混频器1213、幅度调整器1214和放大器1215。
[0007]接下来，单独可识别参考信号通过接收信号处理部分170并到达天线校准器110(如图1中实线所示)。如图1中所详示，接收信号处理部分170包括滤波器1701、放大器1702、混频器1703、幅度调整器1704、模拟数字转换器(ADC)1705和数字下转换器(DDC)1706。
[0008]最终，在天线校准器110处，通过将所接收的信号与参考信号进行比较来计算用来补偿发送路径间的差异的发送校准向量。
[0009]针对接收校准，通过天线校准器110来初始地生成参考信号。然后，参考信号通过无线电单元100内的第一发送信号处理部分，并指向AC端口。接下来，参考信号耦合回无线电单元100，通过无线电单元100内的各个接收路径，并到达天线校准器110。如图2中所详示，所有接收路径具有相同的结构。将第一接收路径作为示例，每条接收路径都包括带通滤波器140、接着是低噪声放大器(LNA)150和接收信号处理部分170。
[0010]最终，在天线校准器110处，通过将所接收的信号与参考信号进行比较来计算用来补偿接收路径间的差异的发送校准向量。
[0011]从上文可以看出，发送校准和接收校准的传统方法都依赖于无线电单元外的校准网络。从而，从无线电单元的角度看，传统发送/接收校准被称为外部天线校准。
[0012]虽然具有校准网络的天线阵列被以往的TDD运营商广泛采用，但是越来越多的新近出现的TDD运营商在其TDD通信网络中使用不具有校准网络的天线阵列。
[0013]为了使这些新的TDD运营商执行天线校准并从而从智能天线波束成形中获益，已经提出了具有内置校准网络的无线电单元。作为所提出的无线电单元的示例，图3示出了无线电单元300，该无线电单元300包括天线校准器310、发送信号处理部分320-323、功率放大器330-333、带通滤波器340-343、耦合器350-353、接收信号处理部分370-373、开关360-362和LNA410-413。无线电单元300的天线校准器310、发送信号处理部分320-323、功率放大器330-333、带通滤波器340-343、接收信号处理部分370-373和LNA 410-413在参照图1和2描述的无线电单元中具有对等部分，而耦合器350-353和开关360-362是新加入的元件，它们构成无线电单元300的内置校准网络。
[OOM]通过使用所提出的无线电单元300的架构，即使与无线电单元连接的天线阵列不具有内置校准网络，也可以执行发送/接收校准。在这种情况中，天线校准依赖于无线电单元300内部的校准网络，并因此被称为内部天线校准。
[0015]如图3中所详示，为了校准无线电单元300内的第一发送路径，由天线校准器310生成的参考信号通过发送信号处理部分320，接着是PA330和带通滤波器340，并经由耦合器350、开关360和开关361耦合回接收信号处理部分370(如图3中实线所示)。类似地，为了校准其他发送路径中的每一条，由天线校准器310生成的参考信号可通过发送信号处理部分321-323，接着是PA 331-333和带通滤波器341-343中相应的一个，并经由耦合器350、开关360和开关361或362耦合回接收信号处理部分370。在这种情况中，开关360-362彼此协作，以便每次只选择一条发送路径来进行内部发送校准。从而，必须依次地(即在不同时刻)针对不同发送路径执行内部发送校准。
[0016]类似地，为了校准无线电单元300内的第一接收路径，由天线校准器310生成的参考信号经由衰减器390、开关360和开关361和耦合器350耦合回带通滤波器340，并通过带通滤波器340，接着是LNA 410和接收信号处理部分370(如图3中虚线所示)。类似地，为了校准其他接收路径中的每一条，由天线校准器310生成的参考信号经由衰减器、开关360和开关361或362和耦合器351-352中的相应一个耦合回带通滤波器341-343中的相应一个，并通过带通滤波器341-343，接着是LNA411-413和接收信号处理部分371-373中相应的一个。在这种情况中，开关360-362彼此协作，以便每次只选择一条接收路径来进行内部接收校准。从而，必须在不同时刻针对不同接收路径执行内部接收校准。
[0017]在如上参照图3所述在不同时刻针对各个发送/接收路径执行时，上述内部发送/接收校准方法可经受由于无线电单元的本地振荡器(LO)的时变相位导致的不准确性。
[0018]具体地，如图4所示，假定无线电单元的LO的相位随时间改变，并且在不同的时刻Tl和T2针对两条不同发送路径执行发送校准，无线电单元的LO在时刻Tl时的相位和无线电单元的LO在时刻T2时的相位之差可导致不同发送路径的校准不准确性。类似地，无线电单元的LO相位在不同时刻的差异可导致不同接收路径的校准不准确性。
[0019]虽然无线电单元的LO的时变相位导致的校准不准确性可通过长期平均天线校准来减少，但天线校准所需的时间和无线电资源将大大增加。
【发明内容】
[0020]根据前述内容，本公开的目标在于克服带有上述内部发送/接收校准的无线电单元的至少一个缺陷。