专利名称：天线校准方法和基带装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信领域，尤其涉及一种天线校准方法和基带装置。
背景技术：
智能天线系统由于其具有提高小区覆盖范围，抑制信号干扰等优点，已经在时分同步石马分多址(Time Division Synchronized Code Division Multiple Access,TD-SCDMA)、时分长期演进(TD-SCDMA Long Term Evolution，TD-LTE)等移动通信系统中广泛使用。天线校准(antenna calibration, AC)是基站工作在智能天线模式下必须实现的操作，它的作用是消除多个通道间的不一致性(包括幅度和相位)，以达到以下目的:使基站的赋形结果接近理想结果实现智能天线增益；保证时分双工(Time Division Duplex, TDD)系统上下行信道的互逆性；实现空间分集。图1示意了通道间不一致是如何补偿的。AC功能分为发送通道校准、接收通道校准、校准系数补偿。发送通道校准如图2所示，从工作支路C点发出校准信号，经过耦合盘耦合到校准口 A，再从校准通道收回基带装置(Base Band Unit，BBU)处理。BBU的基带板根据收回的校准信号计算各通道的信道估计值，把获得的信道估计值取倒数即为各通道的补偿系数。目前的校准算法对工作路径上发送的校准信号是没有做任何处理的。在TD-SCDMA系统中，由于系统带宽较窄，发送通道容易做到线性平坦，所以采用时域校准的方式，各工作路径中的校准信号是时域码分信号。在TD-LTE系统中，系统带宽较宽，发送通道不易做到线性平坦，所以需要对各天线的每个子载波信道差异进行校准，校准信号是频域信号。在校准耦合信号区分各工作天线信道方面，有频域区分、码域区分两个方向。码域区分由于检测信噪比低于频域区分，所以码域区分就不再考虑了。举一个频域区分的例子:系统带宽是20MHz、100个物力资源块(Physical Resource Block, PRB),则把1200个子载波平均分配给8个工作路径,分配方式见图3。从校准通道收到的校准信号，按各通道的频域资源位置计算各通道的信道估计值，再对信道估计值进行插值则得出各通道的所有子载波的信道估计值。这是目前TD-LTE发送通道校准常采用的方法。可以看到各通道的校准信号是在频域分布的。综上，目前的校准算法缺点如下:第一，由于TD-LTE系统中的发送通道校准需要校准所有子载波，就导致整个频域被校准序列占有，这样会带来很大的信号峰均比。为了给发送通道预留峰均比，只能降低各通道的校准信号发射功率，进而降低了校准耦合信号的检测信噪比。而在做发送通道校准时，为了提高信道估计的可靠性，往往需要发送较大功率的校准信号(尤其是存在外部干扰信号时)。通常为了获得小的峰均比，会使用ZC序列作为校准信号。例如把一个完整的1200点ZC序列按图3分配到各发送通道中，这样在校准通道接收的耦合信号就是一个完整ZC序列。但由于各发送通道的幅相差异，会使得耦合后信号不再具备ZC序列的低峰均比特性，而且由于相位差异的随机性也会让峰均比大小呈现随机性，最大峰均比时可达到IldB以上。第二，TD-LTE系统中的天线校准在时域上，各发送通道的校准信号在校准通道按随机相位叠加，峰均比较高且无法预知。
发明内容
本发明实施例提供一种天线校准方法和基带装置，用于提高天线校准的准确度。
一种天线校准方法，该方法包括:生成待发送的校准信号；在当前校准周期内执行至少两次校准过程，每次校准过程包括:根据相位补偿系数对所述校准信号进行通道差异补偿，若本次校准过程为第一次校准过程，则所述相位补偿系数为I或上一个校准周期内得到的相位补偿系数，若本次校准过程不为第一次校准过程，则所述相位补偿系数为上一次校准过程得到的相位补偿系数；将通道差异补偿后的校准信号从各发送通道发出；从校准通道接收到校准信号后，根据该校准信号进行信道估计，根据信道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数；根据该校准通道补偿系数得到本次校准过程的相位补偿系数；根据最后一次校准过程中得到的相位补偿系数进行信号校准。一种基带装置BBU，该BBU包括:生成单元，用于生成待发送的校准信号；校准单元，用于在当前校准周期内执行至少两次校准过程，每次校准过程包括:根据相位补偿系数对所述校准信号进行通道差异补偿，若本次校准过程为第一次校准过程，则所述相位补偿系数为I或上一个校准周期内得到的相位补偿系数，若本次校准过程不为第一次校准过程，则所述相位补偿系数为上一次校准过程得到的相位补偿系数；将通道差异补偿后的校准信号从各发送通道发出；从校准通道接收到校准信号后，根据该校准信号进行信道估计，根据信道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数；根据该校准通道补偿系数得到本次校准过程的相位补偿系数；应用单元，用于根据最后一次校准过程中得到的相位补偿系数进行信号校准。本发明实施例提供的方案中，在生成待发送的校准信号后，在当前校准周期内执行至少两次校准过程，在每次校准过程中，需要首先根据相位补偿系数对校准信号进行通道差异补偿，再通过发送通道发送校准信号，其中若本次校准过程为第一次校准过程，则相位补偿系数为I或上一个校准周期内得到的相位补偿系数，若本次校准过程不为第一次校准过程，则相位补偿系数为上一次校准过程得到的相位补偿系数。由于预先对发送通道待发送的校准信号进行了通道差异补偿，各发送通道的差异补偿基本一致后，校准通道收到的耦合信号就是一个真实完整的信号，峰均比会降低很多，峰均比降低就意味着后续可以提高校准信号的发送功率，也就意味着信道估计结果的准确度会提高，进而提高最终的校准结果的准确度。
图1为现有技术中的通道不一致性的补偿示意图；图2为现有技术中的发送通道校准结构示意图3为现有技术中的TD-LTE各发送通道发送的校准信号频域占用示意图；图4为本发明实施例提供的方法流程示意图；图5A为本发明实施例一流程示意图；图5B为本发明实施例二的流程示意图；图6为本发明实施例提供的BBU结构示意图。
具体实施例方式为了提高天线校准的准确性，本发明实施例提供一种天线校准方法。参见图4，本发明实施例提供的天线校准方法，包括以下步骤:步骤40:生成待发送的校准信号；步骤41:在当前校准周期内执行至少两次校准过程，每次校准过程包括:根据相位补偿系数对该校准信号进行通道差异补偿，若本次校准过程为第一次校准过程，则所述相位补偿系数为I或上一个校准周期内得到的相位补偿系数，该上一个校准周期内得到的相位补偿系数具体可以是上一个校准周期中任意一个校准过程得到的相位补偿系数，较优的可以是上一个校准周期中最后一次校准过程得到的相位补偿系数，若本次校准过程不为第一次校准过程，则该相位补偿系数为上一次校准过程得到的相位补偿系数；将通道差异补偿后的校准信号从发送通道发出；从校准通道接收到校准信号后，根据该校准信号进行信道估计，根据信道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数；根据该校准通道补偿系数得到本次校准过程的相位补偿系数；这里，校准周期内执行校准过程的次数可以预先设定，不同校准周期中校准过程的次数可以相同也可以不同。步骤42:根据最后一次校准过程中得到的相位补偿系数进行信号校准。较佳的，当前校准周期内第一次校准过程中校准信号的发送功率小于其他校准过程中校准信号的发送功率。比如第一次校准过程中校准信号的发送功率为P，则其他校准过程中校准信号的发送功率可以为P+8dB。因为第一次校准过程要预留11个dB的峰均比，经过通道差异补偿后峰均比降低到3个dB以内，所以可以提升8个dB的发送功率。具体的，步骤41中根据该校准通道补偿系数得到本次校准过程的相位补偿系数，具体实现可以如下:若本次校准过程为第一次校准过程，则提取本次校准过程的校准通道补偿系数的相位信息，得到本次校准过程的相位补偿系数；若本次校准过程不为第一次和最后一次校准过程，则根据本次校准过程的校准通道补偿系数的相位信息和上一次校准过程得到的相位补偿系数，得到本次校准过程的相位补偿系数；若本次校准过程为最后一次校准过程，则根据本次校准过程的校准通道补偿系数和上一次校准过程得到的相位补偿系数，得到本次校准过程的相位补偿系数。具体的，根据从校准通道接收到的校准信号进行信道估计，根据信道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数，具体实现可以如下:对于相干带宽内的每个子载波，根据该校准信号在该子载波上的信号进行信道估计，得到该子载波对应的信道估计结果，根据该信道估计结果得到该子载波对应的校准通道补偿系数。这里，根据该校准信号在该子载波上的信号进行信道估计，具体为:将从校准通道接收到的该子载波上的校准信号与对应发送通道发送的校准信号相除(具体是表示两个校准信号的矢量相除，等效两个矢量共轭相乘)，得到该子载波对应的信道估计结果；这里，根据该信道估计结果得到该子载波对应的校准通道补偿系数，具体为:取该信道估计结果的倒数，得到该子载波对应的校准通道补偿系数。相干带宽可以是整个系统带宽。具体的，若本次校准过程为第一次校准过程，则提取本次校准过程的校准通道补偿系数的相位信息，得到本次校准过程的相位补偿系数，具体实现可以如下:对于本次校准过程得到的每个子载波对应的校准通道补偿系数，提取该校准通道补偿系数的相位信息，得到该子载波对应的相位补偿系数。具体的，若本次校准过程不为第一次和最后一次校准过程，则根据本次校准过程的校准通道补偿系数的相位信息和上一次校准过程得到的相位补偿系数，得到本次校准过程的相位补偿系数，具体实现可以如下:确定相干带宽内的每个子载波对应的校准通道补偿系数的平均值，提取出该平均值的相位信息；对于上一次校准过程得到的每个子载波对应的相位补偿系数，将该相位补偿系数与提取出的相位信息相乘，得到该子载波对应的相位补偿系数。具体的，若本次校准过程为最后一次校准过程，则根据本次校准过程的校准通道补偿系数和上一次校准过程得到的相位补偿系数，得到本次校准过程的相位补偿系数，具体实现可以如下:对于上一次校准过程得到的每个子载波对应的相位补偿系数，将该相位补偿系数与本次校准过程得到的该子载波对应的校准通道补偿系数相乘，得到该子载波对应的相位补偿系数。进一步的，在根据该校准信号进行信道估计之后、且根据信道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数之前，可以确定信噪比(SNR)，根据SNR确定信道估计结果是否有效；在确定信道估计结果有效后，再根据信道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数。若根据SNR确定信道估计结果无效，则执行下一次校准过程。这里，根据SNR确定信道估计结果是否有效，具体可以为:判断SNR是否大于预先设定的门限值(大于0的数值)，若是，则确定信道估计结果有效，否则，确定信道估计结果无效。步骤40中生成待发送的校准信号后，需要将生成的校准信号分配到各发送通道上；在每次校准过程中:对于每个发送通道，根据相位补偿系数对该发送通道的校准信号进行通道差异补偿，若本次校准过程为第一次校准过程，则该相位补偿系数为I或上一个校准周期内得到的该发送通道的校准信号所在的各子载波对应的相位补偿系数，若本次校准过程不为第一次校准过程，则该相位补偿系数为上一次校准过程得到的该发送通道的校准信号所在的各子载波对应的相位补偿系数。这里，根据相位补偿系数对该发送通道的校准信号进行通道差异补偿，具体为:将该发送通道的校准信号与对应的相位补偿系数相乘。下面结合具体实施例对本发明进行说明:实施例一:具体流程如图5A所示:步骤1:BBU生成待发送的校准信号txCalSeq。步骤2:判断本次校准过程是否为第一次校准过程，若是，则到步骤3，否则，到步骤4;
步骤3:根据相位补偿系数对校准信号进行通道差异补偿，即将校准信号与相位补偿系数相乘:txCalSeq_equalize=txCalSeq.PhaseCoeff,相位补偿系数 PhaseCoeff=I或PhaseCoeff为上一个校准周期内得到的相位补偿系数，并到步骤5 ；步骤4:根据相位补偿系数对校准信号进行通道差异补偿，即将校准信号与相位补偿系数相乘，该相位补偿系数为上一次校准过程得到的相位补偿系数；步骤5:从发送通道发出通道差异补偿后的校准信号；第一次校准过程中校准信号的发送功率小于其他校准过程中校准信号的发送功率；步骤6:校准信号从发送通道发出后，经过耦合盘和校准通道后到达BBU，BBU从校准通道接收到校准信号后，根据该校准信号进行信道估计，计算SNR，根据SNR判断信道估计结果是否有效；若有效，则到步骤7，否则，到步骤4 ;
权利要求
1.一种天线校准方法，其特征在于，该方法包括: 生成待发送的校准信号； 在当前校准周期内执行至少两次校准过程，每次校准过程包括:根据相位补偿系数对所述校准信号进行通道差异补偿，若本次校准过程为第一次校准过程，则所述相位补偿系数为I或上一个校准周期内得到的相位补偿系数，若本次校准过程不为第一次校准过程，则所述相位补偿系数为上一次校准过程得到的相位补偿系数；将通道差异补偿后的校准信号从发送通道发出；从校准通道接收到校准信号后，根据该校准信号进行信道估计，根据信道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数；根据该校准通道补偿系数得到本次校准过程的相位补偿系数； 根据最后一次校准过程中得到的相位补偿系数进行信号校准。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一次校准过程中校准信号的发送功率小于其他校准过程中校准信号的发送功率。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据该校准通道补偿系数得到本次校准过程的相位补偿系数，具体包括: 若本次校准过程为第一次校准过程，则提取本次校准过程的校准通道补偿系数的相位信息，得到本次校准过程的相位补偿系数；若本次校准过程不为第一次和最后一次校准过程，则根据本次校准过程的校准通道补偿系数的相位信息和上一次校准过程得到的相位补偿系数，得到本次校准过程的相位补偿系数；若本次校准过程为最后一次校准过程，则根据本次校准过程的校准通道补偿系数和上一次校准过程得到的相位补偿系数，得到本次校准过程的相位补偿系数。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据该校准信号进行信道估计，根据信道估计结果得到本次校 准过程的校准通道补偿系数，具体包括: 对于相干带宽内的每个子载波，根据该校准信号在该子载波上的信号进行信道估计，得到该子载波对应的信道估计结果，根据该信道估计结果得到该子载波对应的校准通道补偿系数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若本次校准过程为第一次校准过程，则提取本次校准过程的校准通道补偿系数的相位信息，得到本次校准过程的相位补偿系数，具体包括: 对于本次校准过程得到的每个子载波对应的校准通道补偿系数，提取该校准通道补偿系数的相位信息，得到该子载波对应的相位补偿系数。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若本次校准过程不为第一次和最后一次校准过程，则根据本次校准过程的校准通道补偿系数的相位信息和上一次校准过程得到的相位补偿系数，得到本次校准过程的相位补偿系数，具体包括: 确定相干带宽内的每个子载波对应的校准通道补偿系数的平均值，提取出该平均值的相位信息； 对于上一次校准过程得到的每个子载波对应的相位补偿系数，将该相位补偿系数与所述提取出的相位信息相乘，得到该子载波对应的相位补偿系数。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述若本次校准过程为最后一次校准过程，则根据本次校准过程的校准通道补偿系数和上一次校准过程得到的相位补偿系数，得到本次校准过程的相位补偿系数，具体包括: 对于上一次校准过程得到的每个子载波对应的相位补偿系数，将该相位补偿系数与本次校准过程得到的该子载波对应的校准通道补偿系数相乘，得到该子载波对应的相位补偿系数。
8.如权利要求1-7中任一所 述的方法，其特征在于，在根据该校准信号进行信道估计之后、且根据信道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数之前，进一步包括: 确定信噪比SNR，根据SNR确定信道估计结果是否有效； 所述根据信道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数，具体包括: 在确定信道估计结果有效后，根据信道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数。
9.一种基带装置BBU，其特征在于，该BBU包括: 生成单元，用于生成待发送的校准信号； 校准单元，用于在当前校准周期内执行至少两次校准过程，每次校准过程包括:根据相位补偿系数对所述校准信号进行通道差异补偿，若本次校准过程为第一次校准过程，则所述相位补偿系数为I或上一个校准周期内得到的相位补偿系数，若本次校准过程不为第一次校准过程，则所述相位补偿系数为上一次校准过程得到的相位补偿系数；将通道差异补偿后的校准信号从发送通道发出；从校准通道接收到校准信号后，根据该校准信号进行信道估计，根据信道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数；根据该校准通道补偿系数得到本次校准过程的相位补偿系数； 应用单元，用于根据最后一次校准过程中得到的相位补偿系数进行信号校准。
10.如权利要求9所述的BBU，其特征在于，所述校准单元在第一次校准过程中发送校准信号时的发送功率小于其他校准过程中发送校准信号时的发送功率。
11.如权利要求9所述的BBU，其特征在于，所述校准单元用于:按照如下方法得到本次校准过程的相位补偿系数: 若本次校准过程为第一次校准过程，则提取本次校准过程的校准通道补偿系数的相位信息，得到本次校准过程的相位补偿系数；若本次校准过程不为第一次和最后一次校准过程，则根据本次校准过程的校准通道补偿系数的相位信息和上一次校准过程得到的相位补偿系数，得到本次校准过程的相位补偿系数；若本次校准过程为最后一次校准过程，则根据本次校准过程的校准通道补偿系数和上一次校准过程得到的相位补偿系数，得到本次校准过程的相位补偿系数。
12.如权利要求11所述的BBU，其特征在于，所述校准单元用于:按照如下方法根据该校准信号进行信道估计，根据信道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数: 对于相干带宽内的每个子载波，根据该校准信号在该子载波上的信号进行信道估计，得到该子载波对应的信道估计结果，根据该信道估计结果得到该子载波对应的校准通道补偿系数。
13.如权利要求12所述的BBU，其特征在于，所述校准单元用于:在本次校准过程为第一次校准过程时，按照如下方法提取本次校准过程的校准通道补偿系数的相位信息，得到本次校准过程的相位补偿系数: 对于本次校准过程得到的每个子载波对应的校准通道补偿系数，提取该校准通道补偿系数的相位信息，得到该子载波对应的相位补偿系数。
14.如权利要求12所述的BBU，其特征在于，所述校准单元用于:在本次校准过程不为第一次和最后一次校准过程时，按照如下方法根据本次校准过程的校准通道补偿系数的相位信息和上一次校准过程得到的相位补偿系数，得到本次校准过程的相位补偿系数: 确定相干带宽内的每个子载波对应的校准通道补偿系数的平均值，提取出该平均值的相位信息； 对于上一次校准过程得到的每个子载波对应的相位补偿系数，将该相位补偿系数与所述提取出的相位信息相乘，得到该子载波对应的相位补偿系数。
15.如权利要求12所述的BBU，其特征在于，所述校准单元用于:在本次校准过程为最后一次校准过程时，按照如下方法根据本次校准过程的校准通道补偿系数和上一次校准过程得到的相位补偿系数，得到本次校准过程的相位补偿系数: 对于上一次校准过程得到的每个子载波对应的相位补偿系数，将该相位补偿系数与本次校准过程得到的该子载波对应的校准通道补偿系数相乘，得到该子载波对应的相位补偿系数。
16.如权利要求9-15中任一所述的BBU，其特征在于，所述校准单元还用于: 在根据该校准信号进行信道估计之后、且根据信道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数之前，确定信噪比SNR，根据SNR确定信道估计结果是否有效；在确定信道估计结果有效后，根据信 道估计结果得到本次校准过程的校准通道补偿系数。
全文摘要
本发明实施例公开了一种天线校准方法和基带装置，涉及无线通信领域，用于提高天线校准的准确度。本发明实施例提供的方案中，在生成待发送的校准信号后，在当前校准周期内执行至少两次校准过程，在每次校准过程中，需要首先根据相位补偿系数对校准信号进行通道差异补偿，再通过发送通道发送校准信号，从而降低了信号峰均比，可以提高最终的校准结果的准确度。
文档编号H04B7/04GK103209010SQ20131006790
公开日2013年7月17日 申请日期2013年3月4日 优先权日2013年3月4日
发明者李林 申请人:电信科学技术研究院