专利名称：一种有源天线多收发通道同步校准的装置和方法
技术领域：
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种有源天线多收发通道同步校准的装置和方法。
背景技术：
现有移动通信系统中，各小区通常利用安装在塔顶的天线来发射和接收信号，并利用射频拉远单元(RRU)通过馈线的方式提供给天线大功率发射信号，并利用馈线将天线接收到的信号传送到RRU做进一步处理。基于这一架构的波束成形在天线内完成，所述天线通常为无源天线，波束成形所需的幅度、相位差通常由内部的天馈网络和移相网络来完成。值得一提的是，该移相网络采用电机驱动的机械结构来实现，结构相对复杂，且在天线阵子相位调节过程中，可靠性不高。随着有源天线被引入到移动通信系统的应用中，波束成形技术转为在数字处理单元中实现。在波束成形之前，需要对每个接收和发射通道做幅度、相位校准，使得多路收、发通道之间可以实现同步。目前已有的有源天线校准方法通常在天线系统中附加收发校准模块来实现，例如专利号为CN 101651480A，发明名称为“有源天线、基站、刷新幅度和相位的方法及信号处理方法”的专利，它在天线系统中增加了专门的收发校准通道和耦合器来完成收、发通道的校准，使得整个天线系统的结构复杂，且价格昂贵。当然，现有技术中还有其它校准方法， 如专利号为CN 101916919A，发明名称为“一种校准有源天线的方法和有源天线”的专利，其接收器通过天线接收的、在接收器频带上的外部噪音来校准接收通道，所述方法虽然省去了专门的校准装置，但是校准可行性难度较大，不利于批量生产；另外，所述校准方法中的发射器校准增加了专门的反射点装置，也增加了成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种有源天线多收发通道同步校准的装置和方法，可在有源天线系统没有额外添加硬件模块的情况下实现各收发通道的同步校准， 有效降低了有源天线系统的成本、体积和功耗。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供了一种有源天线多收发通道同步校准的装置，该装置包括有源天线中的数字处理模块、收发射频模块和外部校准装置；其中，所述校准装置包括校准工装和信号发生器，用于与收发射频模块相连，被搭建成各发射/接收通道的校准环境；其中，所述校准工装的幅、相差在对各收发通道进行校准前已被测定；所述数字处理模块，用于采集并存储各发射/接收通道的离线幅、相信息；依据校准工装的幅、相差和已存储的各发射/接收通道的幅、相信息对各发射/接收通道进行幅、 相补偿，并对幅、相补偿后的各发射/接收通道进行等幅、等相验证，确定验证合格时，进行发射/接收波束成形；所述收发射频模块，用于离线发射/接收通道校准时，数字处理模块与校准工装间的校准信号传输通道；与校准装置相连，被搭建成各发射/接收通道的校准环境。其中，所述校准工装为I分为N的功分器、或N选I的开关阵列。其中，所述数字处理模块，进一步用于等幅、等相验证不合格时，重新对各发射/ 接收通道进行校准。本发明还提供了一种有源天线多收发通道同步校准的方法，该方法包括测试校准工装的幅、相差，搭建收发射频模块与校准装置间的对应各发射/接收通道的校准环境；数字处理模块采集并存储各发射/接收通道的离线幅、相信息；依据校准工装的幅、相差和已存储的各发射/接收通道的幅、相信息对各发射/接收通道进行幅、相补偿；对幅、相补偿后的各发射/接收通道进行等幅、等相验证，如果验证合格，则进行发射/接收波束成形。其中，所述校准工装为1分为N的功分器、或N选I的开关阵列。其中，所述校准工装为开关阵列，且对各发射通道进行校准时，所述搭建校准环境，采集并存储各通道的离线幅、相信息，具体为同时将校准工装的Portl PortN端口与收发射频模块的输出口 ANTl ANTN对应相连，PortN+Ι端口与收发射频模块的反馈通道的PRX CAL端口相连；通过切换开关阵列，使得校准工装的PortN+Ι端口先后分别与Portl PortN端口相连，采集各路发射通道的幅、相信息时，数字处理模块内的数字处理单元DPU中的测试信号源TSG均发射校准信号，由数字处理模块处理后，经数模转换器DAC以及收发射频模块中的各路发射通道、功放和双工器，通过校准工装传送给反馈通道，经反馈通道采集第一至 N路发射通道的幅、相信息，并存储在数字处理模块DPU中的TX RAM模块中。其中，所述校准工装为功分器，且对各发射通道进行校准时，所述搭建校准环境， 采集并存储各通道的离线幅、相信息，具体为校准工装的Portl PortN端口与收发射频模块的输出口 ANTl ANTN对应相连， PortN+Ι端口与收发射频模块的反馈通道的PRX CAL端口相连；DPU中的TSG发射校准信号，由数字处理模块处理后，经DAC以及收发射频模块中的各路发射通道、功放和双工器，通过校准工装传送给反馈通道，经反馈通道采集各路发射通道的幅、相信息，并存储在数字处理模块DPU中的TX RAM模块中。其中，所述校准工装为功分器，且对各接收通道进行校准时，所述搭建校准环境， 采集并存储各通道的离线幅、相信息，具体为校准工装Port I PortN端口分别与收发射频模块的各输出口 ANTl ANTN相连， 校准工装的PortN+Ι端口与信号发生器相连，信号发生器产生校准信号，经由校准工装功分送给各路接收通道，校准信号的各路接收经由收发射频模块中的双工器、低噪放LNA和接收通道，以及数字处理模块中的模数转换器ADC，数字处理模块DPU中的RX RAM模块采集并存储各路接收通道的幅度、相位信息。其中，所述校准工装为开关阵列，且对各接收通道进行校准时，所述搭建校准环境，采集并存储各通道的离线幅、相信息，具体为
同时将校准工装的Portl PortN端口与收发射频模块的输出口 ANTl ANTN相连，PortN+Ι端口与信号发生器相连；通过切换开关阵列，使得校准工装的PortN+Ι端口先后分别与Portl PortN端口相连，采集各路接收通道的幅、相信息时，数字处理模块中的DPU均向信号发生器发送触发TRIG信号，并记录TRIG信号有效时刻，信号发生器收到TRIG信号后产生校准信号，校准信号经由校准工装先后输入到第一至N路接收通道，经由收发射频模块中的双工器、LNA和接收通道，以及数字处理模块中的ADC，数字处理模块中的RX RAM模块采集并存储第一至N 路接收通道的幅度、相位信息。进一步地，该方法还包括如果数字处理模块对各发射/接收通道的等幅、等相验证不合格，则重新对各发射/接收通道进行校准。其中，所述校准信号为单音信号、或带限信号。本发明提供的有源天线多收发通道同步校准的装置和方法，测试校准工装的幅、 相差，搭建收发射频模块与校准装置间的对应各发射/接收通道的校准环境；数字处理模块采集并存储各发射/接收通道的离线幅、相信息；依据校准工装的幅、相差和已存储的各发射/接收通道的幅、相信息对各发射/接收通道进行幅、相补偿；对幅、相补偿后的各发射 /接收通道进行等幅、等相验证，如果验证合格，则进行发射/接收波束成形。与现有技术相比，本发明的离线校准方法使得有源天线系统不需额外添加硬件校准模块，因此有效降低了有源天线系统的生产成本、体积和功耗，进而提高了有源天线系统的工作效率。此外，本发明校准工装的实现可采用现有的I分N的威尔金森型(Wilkinson)或其它类型的功分器实现，也可采用N选I开关阵列实现，不需进行繁琐的结构设计，实现方法简单。
图I为本发明有源天线的内部结构示意图2为本发明离线校准装置的结构示意图3为本发明发射通道离线校准的环境搭建结构图4为本发明有源天线多发射通道的同步校准方法实现流程示意图5为本发明接收通道离线校准的环境搭建一实施例的结构图6为本发明有源天线多接收通道的同步校准方法实现流程示意图7为本发明接收通道离线校准的环境搭建另一实施例的结构图。
具体实施方式
本发明采用校准工装离线校准的方法，即在有源天线正常工作之前实现各收发通
道幅度和相位信息的采集、存储、校准和补偿，之后结合天馈网络和天线阵子的幅、相特性， 得到所需的幅、相校正因子，从而实现收发通道的波束成形。本发明的基本思想是测试校准工装的幅、相差，搭建收发射频模块与校准装置间的对应各发射/接收通道的校准环境；数字处理模块采集并存储各发射/接收通道的离线幅、相信息；依据校准工装的幅、相差和已存储的各发射/接收通道的幅、相信息对各发射/接收通道进行幅、相补偿；对幅、相补偿后的各发射/接收通道进行等幅、等相验证，如果验证合格，则进行发射/接收波束成形。进一步地，如果验证不合格，则重新对各发射/接收通道进行校准。下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。本发明有源天线多收发通道同步校准的装置，包括有源天线中的数字处理模块、 收发射频模块和外部校准装置；其中，所述校准装置包括校准工装和信号发生器，用于与收发射频模块相连，被搭建成各发射/接收通道的校准环境；其中，所述校准工装的幅、相差在对各收发通道进行校准前已被测定；所述数字处理模块，用于采集并存储各发射/接收通道的离线幅、相信息；依据校准工装的幅、相差和已存储的各发射/接收通道的幅、相信息对各发射/接收通道进行幅、 相补偿，并对幅、相补偿后的各发射/接收通道进行等幅、等相验证，确定验证合格时，进行发射/接收波束成形；所述收发射频模块，用于离线发射/接收通道校准时，数字处理模块与校准工装间的校准信号传输通道；与校准装置相连，被搭建成各发射/接收通道的校准环境。所述数字处理模块，进一步用于等幅、等相验证不合格时，重新对各发射/接收通道进行校准。图I为本发明有源天线的内部结构示意图，如图I所示，包括天线阵子阵列14、 天馈网络13、收发射频模块12和数字处理模块11 ;其中，所述天线阵子阵列14和天馈网络 13的结构及功能与现有技术相同，下面对其进行简单描述所述天线阵子阵列14，天线阵子组成，用于电磁波信号和射频信号的转换，完成发射信号的对外辐射和接收信号的前端接收；所述天馈网络13，用于每路收发通道与多个天线阵子的连接，并给每个天线阵子提供部分幅度、相位加权，具体的，收发射频模块12的每个收发通道对应K(K ^ I)个天线阵子，当K > I时，天馈网络13给每个天线阵子提供部分固定的幅度、相位加权。天馈网络 13可以采用威尔金森型(Wilkinson)或其它类型的功分器来实现，其在物理实现上可以单独成模块，也可以同天线阵子阵列集成在一起，天馈网络和天线阵子阵列在结构和工艺上满足各通道固定的幅度、相位加权要求。所述收发射频模块12和数字处理模块11的功能与现有技术有所不同，其中，所述收发射频模块12，由多路发射通道、多路接收通道和一路反馈通道组成；其中，所述发射通道将数字处理模块11提供的中频信号上变频到射频信号，通过功放(PA)放大，提供给天馈网络13和天线阵子阵列14 ;所述接收通道接收天馈网络13从天线阵子阵列14接收到的射频小信号，通过低噪放(LNA)放大，经过下变频转化为中频信号提供给数字处理模块11 ;所述一路反馈通道具备两个功能1、作为数字预失真(DPD)反馈通道，通过开关控制器，选择各发射通道耦合器，从多路发射PA输出端耦合相关信号，提供给数字处理模块做DH)预失真处理，以优化发射链路的邻道泄露抑制比；2.作为校准通道，实现发射、接收各通道的幅度、相位校准，对应该功能，模块中新增加了 PRXCAL端口，如图I所示。 除了上述反馈通道的第二个功能外，收发射频模块12的其它功能均与现有技术相同。
所述数字处理模块11，用于上行时，对下变频得到的IQ模拟接收信号模数转换为 IQ数字接收信号进行数字处理；下行时，对基带资源池(BBU)传送过来的信号串/并转换为IQ数字发射信号，经数模转换后，提供给收发射频模块12 ；本发明中，数字处理模块11，还用于在离线校准时，用于采集并存储各发射、接收通道的幅度、相位值，结合天馈网络和天线阵子的幅、相特性，以及校准工装的幅、相差得到对应发射、接收通道的校正因子，共同实现收发通道的波束成形，具体的，在进行发射通道离线校准时，数字处理模块中的数字处理单元(DPU)内部的测试信号源(TSG)发送校准信号，所述校准信号可以是单音信号、带限信号等，该校准信号发给各路数模转换器(DAC)，时钟单元(CLK)同步输出送给各路DAC，保证各路DAC的工作时钟等相位；在进行接收通道离线校准时，各路模数转换器(ADC)输出数字信号送给DPU处理， CLK同步输出送给各路ADC，保证各路ADC的工作时钟等相位。有源天线内部已有的发射上变频模块、接收下变频模块和反馈下变频模块各自需要本振信号，为了消除本振信号对收发同步带来的影响，所有的发射上变频模块和反馈下变频模块采用频率综合器输出信号功分的方式来实现共本振。同理，所有的接收下变频模块也采用频率综合器输出信号功分的方式实现共本振。图2为本发明离线校准装置的结构示意图，如图2所示，包括校准工装和信号发生器；所述校准工装可以用I分N的威尔金森型(Wilkinson)或其它类型的功分器实现，也可以采用N选I开关阵列实现，或者采用类似功能的电路或装置实现，对于本领域技术人员来说较容易实现，此处不再详述。当校准工装采用开关阵列实现时，需要在校准工装上增加开关控制电路。其中，所示线缆Cablel CableN选用高精度的射频线缆，尽可能保证每条线缆等幅度、等相位，当然，实际实施离线校准时，还是需要考虑每条线缆的幅、相误差的，也就是校准工装的幅、相差。所述信号发生器在发射通道离线校准时不使用，在接收通道离线校准时，用于产生校准信号，该校准信号可以是单音信号、带限信号等，经由校准工装功分送给各路接收通道；或者，收到数字处理模块中的DPU所发的触发(TRIG)信号后产生校准信号，该校准信号经由校准工装输入到各路接收通道。下面分别对本发明有源天线发射通道和接收通道的同步校准方法进行详细描述。本发明发射通道离线校准的环境搭建结构图如图3所示，需要注意的是，同校准工装Portl PortN端口相连的分别是收发射频模块的各输出口 ANTl ANTN。天馈网络和天线阵子阵列的各路幅度、相位特性通过设计和工艺要求来保证，为已有技术，这部分幅、相特性将和离线校准一起共同完成发射通道同步和波束成形。图4为本发明有源天线多发射通道的同步校准方法实现流程示意图，该流程的实现步骤如下步骤401 :测试校准工装的幅、相差；具体为利用矢量网络分析仪或其它仪器测试校准工装Portl PortN端口分别到PortN+Ι端口的幅度、相位差，作为校准工装的环境误差，待后续补偿使用。这里，测试所得的结果可存储于外部计算机中供后续使用。步骤402 :搭建各发射通道的校准环境，采集并存储各发射通道的离线幅、相信
具体为按图3搭建校准环境，如果校准工装是开关阵列，需将校准工装的 Portl PortN端口同时与收发射频模块的输出口 ANTl ANTN相连，PortN+Ι端口与收发射频模块的反馈通道的PRX CAL端口相连。选定第一路发射通道，通过控制校准工装内部的开关阵列，使得校准工装的Portl端口与PortN+Ι端口相连通，数字处理模块内部的DPU中的TSG发射校准信号，该校准信号可以是单音信号、带限信号等，由数字处理模块处理后， 经DAC以及收发射频模块中的发射通道TX PROCESS、PA和双工器等器件，通过校准工装传送给反馈通道，经反馈通道采集第一路发射通道的幅、相信息，并存储在数字处理模块DPU 中的TX RAM模块中。之后，选定第二路发射通道，通过切换校准工装内部的开关阵列使得校准工装的Port2端口与PortN+Ι端口相连通，重复以上操作，直到TX RAM中存储所有发射通道的幅度、相位信息。这里，如果校准工装为功分器时，同样需要将校准工装的Portl PortN端口同时与收发射频模块的输出口 ANTl ANTN相连，PortN+Ι端口与收发射频模块的反馈通道的 PRX CAL端口相连。在对不同发射通道进行离线幅、相信息采集时，不需控制校准工装，即不需执行与开关阵列类似的切换操作。DPU中的TSG发射校准信号，由数字处理模块处理后，经DAC以及收发射频模块中的各路发射通道、功放和双工器，通过校准工装传送给反馈通道，经反馈通道采集各路发射通道的幅、相信息，并存储在数字处理模块DPU中的TX RAM 模块中。步骤403 :依据校准工装的幅、相差和已存储的各发射通道的幅、相信息对各发射通道进行幅、相补偿；具体为数字处理模块根据TX RAM模块中存储的各发射通道的幅、相信息，首先得到各发射通道之间的幅、相差，例如以第一路发射通道的幅度和相位值作为参考值，计算其它路发射通道与该路发射通道幅度和相位的差值。之后，数字处理模块结合各发射通道之间的幅、相差和步骤401中所得的校准工装的幅、相差对各发射通道进行幅、相补偿， 使得各发射通道等幅度、等相位。步骤404:对幅、相补偿后的各发射通道进行等幅、等相验证，如果验证合格，则执行步骤405 ;否则，返回步骤402，进行重新校准；具体为重复步骤402，TX RAM在步骤403的基础上再次记录各路发射通道的幅、 相特性，数字处理模块计算出各发射通道间的最大、最小幅度差ΛΑ1，最大、最小相位差 Δ Φ1，也就是计算幅度值最大和最小的两路发射通道间的幅度差值ΛΑ1，相位值最大和最小的两路发射通道间的相位差值Λ Φ1。如果Λ Al < Λ At，Δ Φ1 < Δ Φ ，则表明验证合格，完成校准，反之，则重新校准。其中，所述AAt、Δ Φ 为现有已设定的发射校准误差目标值；由于每次的校准环境略有不同，所以校准结果稍有不同，但不会差别太大，如果两三次的校准结果均不合格， 表明相应的有源天线不可用。步骤405 :发射波束成形；具体为结合各发射通道的天馈网络和天线阵子的固定幅、相特性，数字处理模块在步骤403所得结果的基础上作进一步的幅度、相位补偿，得到所需的幅、相校正因子，共同实现发射波束成形。该步骤为已有技术，不再详述。
下面分别以校准工装为功分器和开关阵列两种不同的实现方式对接收通道的同步校准方法进行描述。所述校准工装为功分器时，本发明接收通道离线校准的环境搭建结构图如图5所示，同校准工装Portl PortN端口相连的分别是收发射频模块的各输出口 ANTl ANTN， 校准工装的PortN+Ι端口与信号发生器相连。天馈网络和天线阵子阵列的各路幅度、相位特性通过设计和工艺要求来保证，为已有技术，这部分幅、相特性将和离线校准一起共同完成接收通道同步和波束成形。图6为本发明有源天线多接收通道的同步校准方法实现流程示意图，该流程的实现步骤如下步骤601 :测试校准工装的幅、相差；具体为利用矢量网络分析仪或其它仪器测试校准工装PortN+Ι端口分别到 Portl PortN端口的幅度、相位差，作为校准工装的环境误差，待后续补偿使用。这里，测试所得的结果可存储于外部计算机中供后续使用。步骤602 :搭建各接收通道的校准环境，采集并存储各接收通道的离线幅、相信具体为按图5搭建校准环境，利用信号发生器产生校准信号，该校准信号可以是单音信号、带限信号等，经由校准工装功分送给各路接收通道。校准信号的每路接收经由收发射频模块中的双工器、低噪放(LNA)和接收通道RXPR0CESS，以及数字处理模块中的ADC 等器件，数字处理模块DPU中的RXRAM模块采集并存储各路接收通道的幅度、相位信息。步骤603 :依据校准工装的幅、相差和已存储的各接收通道的幅、相信息对各接收通道进行幅、相补偿；具体为数字处理模块根据RX RAM模块中存储的各接收通道的幅、相信息，首先得到各接收通道之间的幅、相差，例如以第一路接收通道的幅度和相位值作为参考值，计算其它路接收通道与该路接收通道幅度和相位的差值。之后，数字处理模块结合各接收通道之间的幅、相差和步骤601中所得的校准工装的幅、相差对各接收通道进行幅、相补偿， 使得各接收通道等幅度、等相位。步骤604:对幅、相补偿后的各接收通道进行等幅、等相验证，如果验证合格，则执行步骤605 ;否则，返回步骤602，进行重新校准；具体为重复步骤602，RX RAM再次记录各路接收通道的幅、相特性，数字处理模块计算出各接收通道间的最大、最小幅度差ΛΑ2，最大、最小相位差Λ Φ2，也就是计算幅度值最大和最小的两路接收通道间的幅度差值ΛΑ2，相位值最大和最小的两路接收通道间的相位差值Λ Φ2。如果ΛΑ2 < AAr，Λ Φ2 < Λ Φι*，则表明验证合格，完成校准，开始执行步骤605;反之，则重新校准。其中，所述AAr、Λ ΦΓ为现有已设定的接收校准误差目标值。步骤605 :接收波束成形；具体为结合各接收通道的天馈网络和天线阵子的固定幅、相特性，数字处理模块在步骤603所得结果的基础上作进一步的幅度、相位补偿，得到所需的幅、相校正因子，使得各接收通道等幅度、等相位，共同实现接收波束成形。该步骤为已有技术，不再详述。当校准工装为开关阵列时，本发明接收通道离线校准的环境搭建结构图如图7所示，与图5的区别为数字处理模块与信号发生器存在连接关系，用于数字处理模块向信号发生器发送触发(TRIG)信号。对应图7所示的校准环境，本发明有源天线多接收通道的同步校准方法实现流程与图6所示流程相同，只是流程602对应的具体实现方法有所不同，那么，对应图7所示的环境搭建结构图，所述采集并存储各接收通道的离线幅、相信息，具体为将校准工装的Portl PortN端口同时与收发射频模块的输出口 ANTl ANTN 相连，PortN+Ι端口与信号发生器相连。选定第一路接收通道，通过控制校准工装内部的开关阵列，使得校准工装的Portl端口与PortN+Ι端口相连通，数字处理模块中的DPU向信号发生器发送TRIG信号，并记录TRIG信号有效时刻，信号发生器收到TRIG信号后产生校准信号，该校准信号可以是单音信号、带限信号等，校准信号经由校准工装输入到第一路接收通道，经由收发射频模块中的双工器、LNA和接收通道RX PROCESS,以及数字处理模块中的ADC等器件，数字处理模块中的RX RAM模块采集并存储第一路接收通道的幅度、相位信息。依据相同的方法，通过切换校准工装内部的开关阵列使得校准工装的Port2端口与 PortN+Ι端口相连，按上述方法采集并存储第二路接收通道的幅度、相位信息，直到所有接收通道的幅、相信息均采集并存储完毕。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。
权利要求
1.一种有源天线多收发通道同步校准的装置，其特征在于，该装置包括有源天线中的数字处理模块、收发射频模块和外部校准装置；其中，所述校准装置包括校准工装和信号发生器，用于与收发射频模块相连，被搭建成各发射/接收通道的校准环境；其中，所述校准工装的幅、相差在对各收发通道进行校准前已被测定；所述数字处理模块，用于采集并存储各发射/接收通道的离线幅、相信息；依据校准工装的幅、相差和已存储的各发射/接收通道的幅、相信息对各发射/接收通道进行幅、相补偿，并对幅、相补偿后的各发射/接收通道进行等幅、等相验证，确定验证合格时，进行发射 /接收波束成形；所述收发射频模块，用于离线发射/接收通道校准时，数字处理模块与校准工装间的校准信号传输通道；与校准装置相连，被搭建成各发射/接收通道的校准环境。
2.根据权利要求I所述的有源天线多收发通道同步校准的装置，其特征在于，所述校准工装为1分为N的功分器、或N选I的开关阵列。
3.根据权利要求I或2所述的有源天线多收发通道同步校准的装置，其特征在于，所述数字处理模块，进一步用于等幅、等相验证不合格时，重新对各发射/接收通道进行校准。
4.一种有源天线多收发通道同步校准的方法，其特征在于，该方法包括测试校准工装的幅、相差，搭建收发射频模块与校准装置间的对应各发射/接收通道的校准环境；数字处理模块采集并存储各发射/接收通道的离线幅、相信息；依据校准工装的幅、相差和已存储的各发射/接收通道的幅、相信息对各发射/接收通道进行幅、相补偿；对幅、相补偿后的各发射/接收通道进行等幅、等相验证，如果验证合格，则进行发射/接收波束成形。
5.根据权利要求4所述的有源天线多收发通道同步校准的方法，其特征在于，所述校准工装为1分为N的功分器、或N选I的开关阵列。
6.根据权利要求5所述的有源天线多收发通道同步校准的方法，其特征在于，所述校准工装为开关阵列，且对各发射通道进行校准时，所述搭建校准环境，采集并存储各通道的离线幅、相信息，具体为同时将校准工装的Portl PortN端口与收发射频模块的输出口 ANTl ANTN对应相连，PortN+Ι端口与收发射频模块的反馈通道的PRX CAL端口相连；通过切换开关阵列，使得校准工装的PortN+Ι端口先后分别与Portl PortN端口相连，采集各路发射通道的幅、相信息时，数字处理模块内的数字处理单元DPU中的测试信号源TSG均发射校准信号，由数字处理模块处理后，经数模转换器DAC以及收发射频模块中的各路发射通道、功放和双工器，通过校准工装传送给反馈通道，经反馈通道采集第一至N路发射通道的幅、相信息，并存储在数字处理模块DPU中的TX RAM模块中。
7.根据权利要求5所述的有源天线多收发通道同步校准的方法，其特征在于，所述校准工装为功分器，且对各发射通道进行校准时，所述搭建校准环境，采集并存储各通道的离线幅、相信息，具体为校准工装的Portl PortN端口与收发射频模块的输出口 ANTl ANTN对应相连， PortN+Ι端口与收发射频模块的反馈通道的PRX CAL端口相连；DPU中的TSG发射校准信号，由数字处理模块处理后，经DAC以及收发射频模块中的各路发射通道、功放和双工器，通过校准工装传送给反馈通道，经反馈通道采集各路发射通道的幅、相信息，并存储在数字处理模块DPU中的TX RAM模块中。
8.根据权利要求5所述的有源天线多收发通道同步校准的方法，其特征在于，所述校准工装为功分器，且对各接收通道进行校准时，所述搭建校准环境，采集并存储各通道的离线幅、相信息，具体为校准工装Portl PortN端口分别与收发射频模块的各输出口 ANTl ANTN相连，校准工装的PortN+Ι端口与信号发生器相连，信号发生器产生校准信号，经由校准工装功分送给各路接收通道，校准信号的各路接收经由收发射频模块中的双工器、低噪放LNA和接收通道，以及数字处理模块中的模数转换器ADC，数字处理模块DPU中的RX RAM模块采集并存储各路接收通道的幅度、相位信息。
9.根据权利要求5所述的有源天线多收发通道同步校准的方法，其特征在于，所述校准工装为开关阵列，且对各接收通道进行校准时，所述搭建校准环境，采集并存储各通道的离线幅、相信息，具体为同时将校准工装的Portl PortN端口与收发射频模块的输出口 ANTl ANTN相连， PortN+Ι端口与信号发生器相连；通过切换开关阵列，使得校准工装的PortN+1端口先后分别与Por11 PortN端口相连，采集各路接收通道的幅、相信息时，数字处理模块中的DPU均向信号发生器发送触发 TRIG信号，并记录TRIG信号有效时刻，信号发生器收到TRIG信号后产生校准信号，校准信号经由校准工装先后输入到第一至N路接收通道，经由收发射频模块中的双工器、LNA和接收通道，以及数字处理模块中的ADC，数字处理模块中的RX RAM模块采集并存储第一至N路接收通道的幅度、相位信息。
10.根据权利要求4至9任一项所述的有源天线多收发通道同步校准的方法，其特征在于，该方法还包括如果数字处理模块对各发射/接收通道的等幅、等相验证不合格，则重新对各发射/接收通道进行校准。
11.根据权利要求6、7、8或9所述的有源天线多收发通道同步校准的方法，其特征在于，所述校准信号为单音信号、或带限信号。
全文摘要
本发明公开了一种有源天线多收发通道同步校准的方法，包括测试校准工装的幅、相差，搭建收发射频模块与校准装置间的对应各发射/接收通道的校准环境；数字处理模块采集并存储各发射/接收通道的离线幅、相信息；依据校准工装的幅、相差和已存储的各发射/接收通道的幅、相信息对各发射/接收通道进行幅、相补偿；对幅、相补偿后的各发射/接收通道进行等幅、等相验证，如果验证合格，则进行发射/接收波束成形。本发明还同时公开了一种有源天线多收发通道同步校准的装置，运用该方法和装置可在有源天线系统没有额外添加硬件模块的情况下实现各收发通道的同步校准，有效降低了有源天线系统的成本、体积和功耗。
文档编号H04B7/08GK102594426SQ20121003932
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者孔维刚, 白朝军, 雷红 申请人:中兴通讯股份有限公司