用于无线通信系统中的天线校准的方法和装置与流程

本公开的非限制性和示例实施例一般地涉及无线通信技术领域，并且具体地说，涉及用于分布式天线系统(das)中的天线校准的方法、装置和计算机程序产品。

背景技术：

本节介绍可以促进更好地理解本公开的各方面。因此，本节的描述要从这个角度阅读，而不被理解为什么是以及什么不是现有技术的承认。

在无线通信系统中，要求高频谱效率(se)和无缝覆盖。众所周知，多输入多输出(mimo)技术是用于改进无线通信系统中的se和覆盖的有效方式。例如，在由第三代合作计划(3gpp)开发的长期演进(lte)/lte-advanced(lte-a)系统中，已采用mimo作为关键特性。为了进一步增强某些热点和/或室内大规模用户接入场景(例如大学、中央商务区(cbd)、地铁站、体育场、机场、火车站候车室等)的覆盖和吞吐量，已提出分布式mimo(d-mimo)特性。

在d-mimo场景中，天线可以位于不同站点处。例如，das可以添加具有多个天线的远程无线电单元(rru)以增强蜂窝系统的覆盖和容量。das的工作原理是经由高带宽和低延迟链路(例如通用公共无线电接口(cpri))将rru连接到基站的处理单元。蜂窝系统可以利用das中的rru来提供更均匀的覆盖、减少的中断、以及更高的吞吐量，尤其是在遮蔽和室内位置中。作为一个示例，在lte中，可以在下行链路中应用d-mimo以有效地减少同信道干扰或者增加空间复用增益，并且因此可以提高小区容量、平均吞吐量和小区边缘用户吞吐量。

在多个rru分布在不同站点处的das系统中，可以进行联合预编码或波束成形以在接收机侧保持同相合并。此外，通过将rru视为分布式天线阵列和/或为rru配备多个天线，das可以与单用户(su)或成对多用户(mu)mimo通信相组合。mimo系统中的优选操作模式可以根据干扰条件而改变。在sudas中，当将小区外干扰纳入通信模型中时，就遍历速率而言，天线选择(as)优先于波束成形(bf)。在mumimodas中，在一种配置中，针对多个用户的bf优先于仅针对最佳用户的bf。

为了最小化多个收发机链之间的相位(和幅度)差以便保证精确的bf/预编码并且获得大的分集或复用增益，需要天线校准。

技术实现要素：

用于分布式天线系统的天线校准是d-mimo实施方式的挑战。在本公开中已提供用于促进具有低复杂性的天线校准的方法、装置和计算机程序产品。将理解，尽管参考lte、lte-a或5g系统描述本公开的某些实施例，但实施例并不限于此，而是可以更广泛地应用于存在类似问题的任何无线通信系统。

本公开的各种实施例主要旨在提供用于分布式天线的天线校准的方法、装置和计算机程序产品。当结合附图阅读时，将从以下对各种实施例的描述理解本公开的实施例的其它特性和优势，这些附图通过示例的方式示出本公开的实施例的原理。

在本公开的第一方面，提供一种在数字单元中的方法。所述数字单元直接或间接与多个分布式天线相连，所述多个分布式天线包括(但不限于)第一天线、第二天线以及第三天线。所述方法包括：导致在相同的频率资源中从所述第一天线发送第一信号、从所述第二天线发送第二信号、以及从所述第三天线发送第三信号；基于在所述第三天线处接收的所述第一信号、在所述第三天线处接收的所述第二信号、在所述第一天线处接收的所述第三信号、以及在所述第二天线处接收的所述第三信号，获得所述第一天线与所述第二天线之间的接收机和发射机侧环回相位差；以及基于所获得的接收机和发射机侧环回相位差，获得所述第一天线与所述第二天线之间的时间延迟差和初始相位差的估计。

在一个实施例中，所述数字单元可以导致在不发送数据的时段内发送所述第一信号、所述第二信号以及所述第三信号。在进一步实施例中，所述时段可以包括以下至少一项：时分双工(tdd)帧结构中的保护时段(gp)；以及在其间不发送数据和控制信令的子帧。

在另一个实施例中，所述数字单元可以导致以时分复用(tdm)方式发送所述第一信号、所述第二信号以及所述第三信号。

在一个实施例中，从所述第一天线、所述第二天线以及所述第三天线发送的所述第一信号、所述第二信号以及所述第三信号可以是基于相同的恒幅序列来生成的。

在另一个实施例中，所述数字单元可以通过以下方式来获得所述第一天线与所述第二天线之间的所述接收机和发射机侧环回相位差：通过将在所述第一天线处接收的所述第三信号的相位与在所述第三天线处接收的所述第一信号的相位进行比较，获得所述第一天线的第一环回相位；通过将在所述第二天线处接收的所述第三信号的相位与在所述第三天线处接收的所述第二信号的相位进行比较，获得所述第二天线的第二环回相位；以及通过确定所述第一环回相位与所述第二环回相位之间的差，获得所述接收机和发射机侧环回相位差。

在某些实施例中，所述数字单元可以通过以下方式来获得所述第一天线与所述第二天线之间的所述时间延迟差和所述初始相位差的所述估计：根据基于最小平方(ls)准则或递归最小平方准则的多项式拟合，估计所述时间延迟差和所述初始相位差。

在一个实施例中，所述数字单元可以通过以下方式来获得所述第一天线与所述第二天线之间的所述接收机和发射机侧环回相位差：针对所述频率资源中的子载波，获得所述第一天线与所述第二天线之间的所述接收机和发射机侧环回相位差。

在另一个实施例中，所述方法可以进一步包括：基于在所述第三天线处接收的所述第一信号、在所述第三天线处接收的所述第二信号、在所述第一天线处接收的所述第三信号以及在所述第二天线处接收的所述第三信号，获得所述第一天线与所述第二天线之间的环回幅度差。在进一步实施例中，所述数字单元可以通过以下方式来获得所述第一天线与所述第二天线之间的所述环回幅度差：针对所述频率资源中的子载波，获得所述第一天线与所述第二天线之间的所述环回幅度差。

在某些实施例中，所述第一天线、所述第二天线以及所述第三天线中的至少两个可以位于与所述数字单元相连的不同的远程无线电单元rru处。

在又一个实施例中，所述方法可以进一步包括：基于所述时间延迟差或所述初始相位差的所述估计，调整将要从所述第一天线或所述第二天线发送的信号的相位或定时。

在本公开的第二方面，提供一种直接或间接与多个分布式天线相连的装置，所述多个分布式天线(至少)包括第一天线、第二天线以及第三天线。所述装置包括：发送控制单元，被配置为导致在相同的频率资源中从所述第一天线发送第一信号、从所述第二天线发送第二信号、以及从所述第三天线发送第三信号；获得单元，被配置为基于在所述第三天线处接收的所述第一信号、在所述第三天线处接收的所述第二信号、在所述第一天线处接收的所述第三信号、以及在所述第二天线处接收的所述第三信号，获得所述第一天线与所述第二天线之间的接收机和发射机侧环回相位差；以及估计单元，被配置为基于所获得的接收机和发射机侧环回相位差，获得所述第一天线与所述第二天线之间的时间延迟差和初始相位差的估计。

在本公开的第三方面，提供一种直接或间接与多个分布式天线相连的装置，所述多个分布式天线(至少)包括第一天线、第二天线以及第三天线。所述装置包括处理器和存储器，所述存储器包含能够由所述处理器执行的指令，由此所述装置可操作以：导致在相同的频率资源中从所述第一天线发送第一信号、从所述第二天线发送第二信号、以及从所述第三天线发送第三信号；基于在所述第三天线处接收的所述第一信号、在所述第三天线处接收的所述第二信号、在所述第一天线处接收的所述第三信号、以及在所述第二天线处接收的所述第三信号，获得所述第一天线与所述第二天线之间的接收机和发射机侧环回相位差；以及基于所获得的接收机和发射机侧环回相位差，获得所述第一天线与所述第二天线之间的时间延迟差和初始相位差的估计。

在本公开的第四方面，提供一种包括指令的计算机程序产品，所述指令当在一个或多个处理器上执行时使得所述一个或多个处理器执行根据本公开的第一方面所述的方法。

在本公开的第五方面，提供一种在数字单元中的装置，所述数字单元直接或间接与多个分布式天线相连，所述多个分布式天线(至少)包括第一天线、第二天线以及第三天线。所述装置包括适于执行根据本公开的第一方面所述的方法的处理部件。

在本公开的第六方面，提供一种计算机可读存储介质，其具有包含在其上的计算机程序产品。所述计算机程序产品包括指令，所述指令当在至少一个处理器上执行时使得所述至少一个处理器执行根据本公开的第一方面所述的方法。

在本公开的第七方面，提供一种数字单元，其包括根据本公开的第二或第三方面所述的装置。

在本公开的第八方面，提供一种网络设备，其包括根据本公开的第二或第三方面所述的装置。

根据如上所述的各个方面和实施例，针对分布式天线系统实现具有低复杂性的天线校准而不需要耦合控制单元(ccu)的存在。

附图说明

从以下参考附图的详细描述，本公开的各种实施例的上述和其它方面、特性、以及优势将变得更完全显而易见，其中相似的参考编号或字母用于指定相似或相同的元件。为了便于更好地理解本公开的实施例而示出附图，并且附图不一定按比例绘制，这些附图是：

图1示出其中可以实现本公开的实施例的示例无线通信网络；

图2a-2b示出根据本公开的实施例的使用das的通信场景；

图3示出基于辅助节点的天线校准解决方案；

图4示出基于用于共站天线阵列的ccu的天线校准解决方案；

图5示出根据本公开的实施例的校准装置的示意框图；

图6a-6b示出根据本公开的实施例的天线校准方法的流程图；

图7示出根据本公开的实施例的另一种天线校准方法的流程图；

图8示出根据本公开的实施例的用于发送校准信号的帧结构；

图9示出根据本公开的实施例的又一种天线校准方法的流程图；

图10示出根据本公开的实施例的实现为数字单元/在数字单元中实现的装置的示意框图；以及

图11示出可以实现为数字单元/在数字单元中实现的装置的简化框图。

具体实施方式

以下，将参考说明性实施例描述本公开的原理和精神。应该理解，所有这些实施例仅为了本领域的技术人员更好地理解和进一步实施本公开而给出，而不是为了限制本公开的范围。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特性可以与另一个实施例一起使用以产生又一个实施例。为了清晰起见，并非实际实施方式的所有特性都在本说明书中描述。

本说明书中对“一个实施例”、“一实施例”、“一个示例实施例”等的引用指示描述的实施例可以包括特定的特性、结构或者特征，但每个实施例不一定包括该特定的特性、结构或者特征。此外，这些短语不一定指同一实施例。此外，当结合一个实施例描述特定的特性、结果或者特征时，认为结合其它实施例(无论是否显式描述)来实现这种特性、结构、或者特征是在本领域的技术人员的知识范围内。

将理解，尽管在此可以使用术语“第一”和“第二”等描述各种元件，但这些元件不应被这些术语限制。这些术语仅用于区分一个元件与另一个元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且同样，第二元件可以被称为第一元件，而不偏离示例实施例的范围。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或多个列出的关联术语的任何和所有组合。

在此使用的术语仅为了描述特定实施例，而并非旨在限制示例实施例。如在此使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在同样包括复数形式，除非上下文明确地另有所指。还将理解，当在此使用时，术语“包括”、“具有”、“包含”指定声明的特性、元件和/或组件等的存在，但并不排除一个或多个其它特性、元件、组件和/或其组合的存在或增加。

在以下说明书和权利要求书中，除非另外定义，否则在此使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员的通常理解相同的含义。

如在此使用的，术语“无线通信网络”指遵循任何合适的无线通信标准的网络，这些无线通信标准例如包括新无线电(nr)、长期演进(lte)、lte-advanced(lte-a)、宽带码分多址(wcdma)、高速分组接入(hspa)等。此外，可以根据任何合适世代的通信协议执行无线通信网络中的网络设备之间的通信，这些通信协议包括但不限于全球移动通信系统(gsm)、通用移动电信系统(umts)、长期演进(lte)、和/或其它合适的通信协议，例如第一代(1g)、第二代(2g)、2.5g、2.75g、第三代(3g)、第四代(4g)、4.5g、第五代(5g)通信协议、无线局域网(wlan)标准(例如ieee802.11标准)；和/或任何其它适当的无线通信标准、和/或目前已知或未来将开发的任何其它协议。

如在此使用的，术语“网络设备”指无线通信网络中的设备，终端设备经由该设备接入网络并且从其接收服务。网络设备可以指基站(bs)或接入点(ap)，例如节点b(nodeb或nb)、演进型nodeb(enodeb或enb)、nrnb(也被称为gnb)、远程无线电单元(rru)、无线电头端(rh)、远程无线电头端(rrh)、中继器、低功率节点(例如毫微微、微微等)，具体取决于所应用的术语和技术。

术语“终端设备”指能够进行无线通信的任何终端设备。作为示例而非限制，终端设备可以被称为用户设备(ue)、用户站(ss)、便携式用户站、移动站(ms)、或者接入终端(at)。终端设备可以包括但不限于移动电话、蜂窝电话、智能电话、ip语音(voip)电话、无线本地回路电话、平板计算机、可佩带式终端设备、个人数字助理(pda)、便携式计算机、台式计算机、图像捕获终端设备(例如数字照相机)、游戏终端设备、音乐存储和回放设备、车载无线终端设备、无线端点、移动站、膝上型嵌入式设备(lee)、膝上型安装式设备(lme)、usb适配器、智能设备、无线客户端设备(cpe)等。在以下描述中，术语“终端设备”、“终端”、“用户设备”和“ue”可以互换使用。

作为又一个示例，在物联网(iot)场景中，终端设备可以表示执行监视和/或测量并将这些监视和/或测量的结果发送到另一个终端设备和/或网络设备的机器或其它设备。在这种情况下，终端设备可以是机器到机器(m2m)设备，其在3gpp上下文中可以被称为机器型通信(mtc)设备。作为一个特定示例，终端设备可以是实现3gpp窄带物联网(nb-iot)标准的ue。这些机器或设备的示例是传感器、计量设备(例如功率表)、工业机器、或者家用或个人设备(例如冰箱、电视机)、个人可佩带式设备(例如手表)等。在其它场景中，终端设备可以表示能够监视和/或报告其操作状态或与其操作关联的其它功能的车辆或其它设备。

如在此使用的，dl传输指从网络设备到终端设备的传输，ul传输指相反方向的传输。

图1示出其中可以实现本公开的实施例的示例无线通信网络100。如图1中所示，无线通信网络100可以包括一个或多个网络设备(也被称为网络节点)，例如网络设备101，其可以采取enb或gnb的形式。将理解，网络设备101还可以采取基站(bs)、节点b(nb)、虚拟bs、基站收发台(bts)、和/或基站子系统(bss)、ap等的形式。网络设备101可以被配备有位于不同站点处(例如位于多个rru121-123处)的多个分布式天线(例如，天线111-116)。使用一个或多个分布式天线，网络设备101向其覆盖内的一组终端设备或ue102-1、102-2、…、102-n(它们被统称为“终端设备(多个)102”，其中n是自然数)提供无线电连接。例如，可以通过在多个rru121-123之间进行联合波束成形或预编码，发送来自网络设备101的dl数据以在终端设备102侧实现同相合并。换言之，可以将服务数据从数个站点共同发送到目标终端设备(多个)，并且可以执行多个天线之间的联合波束成形或预编码以在接收机侧实现同相合并。网络设备101还可以包括图1中未示出的数字单元(du)或者配备有图1中未示出的数字单元(或与其关联)，该数字单元负责数据和控制信号处理。

使用波束成形或预编码技术，网络设备能够通过根据空间信道相关性对天线阵列进行加权，自适应地优化das的辐射波束方向图以在所需方向上实现高增益和受控波束宽度。以这种方式，最大化预期用户的信号干扰噪声比(sinr)或信噪比(snr)，同时最小化对非预期用户的干扰。因此，抑制了小区间和小区内同信道干扰，并且提高了小区边缘吞吐量和系统容量。

基于复合空间信道的特征来生成波束成形权重，该复合空间信道是空间无线信道与天线装置内部链的合并。在td-scdma、td-lte以及tdlte-a之类的tdd无线通信系统中，空间无线信道在上行链路和下行链路中具有良好的互易性。这意味着网络侧可以通过检测上行链路无线信道，获得下行链路无线信道的信道状态。但是，在天线装置内部链中不存在互易性。天线装置内部链通常包括中频(if)链(多个)、射频(rf)电路以及可能包括rru与天线之间的馈电电缆连接，这对于不同天线可能有所不同，并且可能导致不同的幅度衰减和相移。此外，幅度衰减和相移特性可能随温度、大气湿度和设备老化而变化。因此，需要天线校准以补偿不同天线链之间的幅度和相移差，以便保持上行链路和下行链路中的信道互易性。应该理解，即使在fdd系统中，也需要天线校准以促进准确的bf加权/预编码。

图2a示出使用das的通信场景，其中多个分布式天线201-210直接或间接连接到数字单元(du)220，数字单元220可以是基站的一部分或者由多个基站所共享。多个天线201-210可以用于数据信道复用和/或控制信道合并。例如，天线201-204可以覆盖区域231，天线205-207可以覆盖区域232，以及天线208-210可以覆盖区域233。区域231-233可以由一个或多个基站服务。

图2b示出使用das的另一个通信场景，其中数个分布式发送点(tp)241-248直接或间接连接到du240。多个tp241-248可以属于一个或多个基站(未示出)。在该示例场景中，相应地，tp241-243服务ue251，tp243-244服务ue252，以及tp245-248服务ue253。

在图2a-2b中所示的两个示例场景中，使用耦合网络(例如，耦合控制单元(ccu))来应用集中式天线阵列校准可能不可行，因为发射机(例如天线单元)位于不同站点处。

此外，本公开的发明者已认识到，仅通过分别在每个天线站点处执行集中式天线阵列校准(即，收发机内天线校准)，不能保证ul和dl信道互易性，因为分布式站点处的天线装置内部链可能不同。

因此，需要一种用于没有耦合网络的das中的天线校准的新方法和装置，以便最小化分布式天线之间的幅度和相位差。

用于分布式天线校准的一种方式是引入辅助节点，例如中继器或ue，并且在图3中示意性地示出这种方法。在该解决方案中，引入的辅助节点301充当分布式天线校准的参考。具体地说，所有待校准的分布式天线(例如，302和303)接收由辅助节点301发送的校准参考信号，并且通过参考该校准参考信号来校准它们的上行链路天线装置链。辅助节点301从分布式天线302和303接收天线校准参考信号(天线校准参考信号可以以时分复用(tdm)、码分复用(cdm)或混合复用方式来发送)，并且通过参考所接收的信号来校准它们的下行链路天线装置链。在这些方法中，必须引入第三方辅助节点301作为参考，并且辅助节点301与目标分布式天线302和303之间的变化的无线信道可能带来很多不确定性。此外，因为辅助节点301的收发机链包含在收发机校准链中，所以校准结果可能不准确，并且用于天线校准的方法和装置变得复杂。

在图4中示出用于分布式天线校准的备选方法。如图4中所示，rru401和402的集群的校准端口通过合并器410连接，并且rru的校准端口420用作参考天线端口。通过使用电缆430代替直接无线信道以将信号反馈到校准端口420，并且通过联合检测上行链路和下行链路校准信号，探测和补偿在工作无线电路径之间的上行链路和下行链路差的环回差。该解决方案不需要第三方辅助节点，并且因此能够提高校准精度并显著降低复杂性。但是，在d-mimo系统中，与同一du相关联的rru集群(也被称为d-mimo集群)可以分布在不同站点处，并且d-mimo集群中的每个rru可以通过电缆连接没有ccu(图4中所示的403和404)的双路径或单路径天线，并且在这种场景中，几乎不能利用图4中所示的解决方案，因为它需要共站点地安装rru401和402的集群。此外，该解决方案中涉及的外部合并器410可能不是成本最优的。

此外，本公开的发明者已认识到，天线系统之间的微小延迟差可能导致ofdm系统中的高频子载波的大相移。现场测试已表明，波束成形方向图的误差通常被电信运营商限制为小于5度。换言之，对于20mhztd-lte系统，天线单元之间的延迟差必须小于1/32t(采样时长)。当前可用的分布式天线校准解决方案都不能以合理的复杂性满足对校准精度的这种严格要求。

在本公开的实施例中，已提出用于没有耦合网络(例如，ccu)的das中的天线校准的方法和装置。使用本公开的实施例，能够以低复杂性来改进das的校准精度和系统稳健性。本公开的实施例可以应用于基于多点联合预编码技术的d-mimo系统中。

在d-mimo场景中，分布式天线位于不同站点处，但它们之间的视线(los)路径始终可用。为了简单起见，在图5中示意性地示出用于三组天线的校准装置，其中一个du501分别例如通过光纤510-530与三组rru502-504连接，天线辐射单元541-546例如通过电缆与对应的rru(502、503或504)连接。可以由du501控制天线541-546中的任何一个的天线校准。在某些实施例中，du501和天线541-546两者可以被视为网络设备500的一部分，网络设备500可以是基站(其可以是虚拟概念)。应该理解，在某些其它实施例中，网络设备500可以包括更多或更少的rru或天线或天线阵列。此外，在某些场景中，du501可以由多个网络设备共享，并且可以直接或间接与天线(或rru)相连，这些天线(或rru)与多于一个网络设备相关联。

图6示出根据本公开的一个实施例的数字单元中的方法600的流程图。在一个实施例中，分布式天线校准被分成初始校准阶段和周期性校准阶段，并且方法600可以用于初始校准阶段和/或周期性校准阶段。

执行方法600的数字单元(du)直接或间接与多个分布式天线相连，多个分布式天线例如包括第一天线、第二天线以及第三天线。例如，du可以是与图1中所示的网络设备101相关联的ud、或者是图5中所示的du501。为了便于讨论，下面将参考du501和图5中所示的场景来描述方法600。但是，本公开的实施例并不限于此，并且可以更广泛地应用于存在类似问题的其它场景中。

如图6中所示，在方框610，du501导致在相同频率资源中从第一天线发送第一信号、从第二天线发送第二信号、以及从第三天线发送第三信号。第一信号、第二信号和第三信号中的每一个可以被称为校准信号。

在一个实施例中，在方框610的操作之前，当系统引导时，将du501同步到全球定位系统(gps)或其它绝对网络时钟，并且rru502-504例如从与du501互连的cpri中恢复定时。cpri的定时可以来自gps。

在某些实施例中，在预热rru502-504和du501之后，当将rru502-504切换到校准状态并且接收初始校准命令时，可以触发方框610的操作。

备选地或此外，在完成初始校准之后，当将rru502-504切换到周期性校准状态并且接收周期性校准命令时，可以触发方框610的操作。

实施例并不限于用于在方框610发送第一信号、第二信号、以及第三信号的任何特定时间和/或频率资源。仅出于示例而非限制的目的，在一个实施例中，可以在空时间切片中(即，在不发送数据或控制信号的时间切片中)发送第一信号、第二信号、以及第三信号。空时间切片例如可以是在3gpptdd帧结构(例如ltetdd帧结构)中定义的保护时段(gp)或未使用子帧。在空时间切片中的发送能够改进信号检测性能。在另一个实施例中，可以在正常子帧中将第一信号、第二信号以及第三信号与数据业务复用。

作为一个示例而非限制，在另一个实施例中，可以以tdm方式发送第一信号、第二信号、以及第三信号，这有助于减少彼此之间的干扰。应该理解，在另一个实施例中，可以改为使用诸如cdm之类的其它复用方案。在使用cdm的后一种情况下，优选地使用正交码对第一信号、第二信号以及第三信号进行复用。

第一信号、第二信号以及第三信号可以是任何预定义信号，本公开的实施例并不限于用于构造这些校准信号的任何特定方式。例如，可以基于恒幅序列离线构造校准信号。在lte系统中，可以基于根zadoff-chu(zc)序列如下构造校准信号。

假设使用通过定义的第u个根zc序列，nzc是序列的长度。可以应用离散傅里叶变换(dft)运算以获得对应的频域zc序列x'u(k)＝dft(xu(n))，k＝0、...、nzc-1。通过将x'u(k)映射到一个正交频分复用(ofdm)符号，获得其中n1＝nzc/2，并且n2＝2048-nzf，前提是应用2048点dft/fft。在添加前循环前缀(cp)和后cp之后，时域中的发送信号sc(n)是sc(n)＝[sofdm(nfft-ncp+1,...,nfft)sofdm(1,...,nfft)sofdm(1,...,ncp)]，其中sofdm(n)＝dft(xc(k))，或者sofdm(n)＝fft(xc(k))。

在一个实施例中，cp长度是ncp＝128，zc序列的长度是nzc＝839，用于xc(k)的dft/fft的长度是nfft＝2048，但是，应该理解，本公开的实施例并不限于用于校准信号生成的任何特定设置。在时分同步码分多址(td-scdma)系统中，可以构造类似的校准信号。

为了便于讨论，假设用于在方框610发送第一信号、第二信号以及第三信号的第一天线、第二天线、以及第三天线分别是图5中所示的天线541、542和543。尽管在该示例中，第一天线和第二天线属于同一rru(即，图5中所示的rru502)，但实施例并不限于此。此外，在某些实施例中，第一天线、第二天线以及第三天线中的每一个可以来自单独的天线阵列。

在一个实施例中，在方框610，校准信号s1(例如，s1＝sc(n))是从第三天线543发送的序列，然后在第一天线和第二天线处，子载波k处的接收信号可以表示为：

在此，htx,n,k和hrx,m,k分别表示第k个子载波处的第n个服务发送路径和第m个服务接收路径的频域响应。例如，htx,3,k表示第k个子载波处的第三天线发送路径的频域响应。gm,n,k表示用于第k个子载波的天线m与天线n之间的无线连接的频域信道响应，sk表示在第k个子载波中发送的校准信号；nk表示第k个子载波处的白噪声。cm,k表示在第m个天线和第k个子载波处接收的信号的幅度，并且θm,k表示在第m个天线和第k个子载波处接收的信号的相位。为了方便起见，可以省略下标k。

同样，在方框610，在子载波k处从第一天线541发送校准信号s^k，并且由天线543接收的信号可以表示为：

此外，在方框610，还由第二天线542在子载波k处发送校准信号sk，并且在天线543处，接收信号可以表示为：

基于在第三天线543处接收的第一信号在第三天线543处接收的第二信号在第一天线541处接收的第三信号以及在第二天线542处接收的第三信号在方框620，du501获得第一天线541与第二天线542之间的接收机和发射机侧环回相位差φ1,2。

在此，“环回”指用于指定路径的上行链路和下行链路(或者，发送链路和接收链路)的组合，并且“接收机和发射机侧环回相位”(也被称为环回相位)是从指定天线发送的信号与在同一指定天线处接收的信号之间的相位差。

在方框620，du501可以经由任何合适的计算来获得第一天线541与第二天线542之间的接收机和发射机侧环回相位差φ1,2，并且实施例并不限于用于获得该差的任何特定算法。仅出于示例目的，在图6b中提供方框620的示例实施方式620'。在该示例中，du501在方框621通过将在第一天线处接收的第三信号(即，信号)的相位与在第三天线处接收的第一信号(即，信号)的相位进行比较，获得第一天线541的第一环回相位。

假设从天线m到天线n的无线空中接口信道与从天线n到天线m的信道相同，或者换言之，gm,n＝gn,m，则在方框621，子载波k处的第一天线541的第一环回相位可以被获得为：φ1,k＝θtx,1,k-θrx，1,k＝θ1,k-θ3,k。

同样，在方框622，du501通过将在第二天线处接收的第三信号(即，信号)的相位与在第三天线处接收的第二信号(即，信号)的相位进行比较，获得第二天线542的第二环回相位，即，φ2,k＝θtx,2,k-θrx，2,k＝θ2,k-θ4,k。

在方框623，du501通过确定第一环回相位φ1,k与第二环回相位φ2,k之间的差，获得第一天线541与第二天线542之间的接收机和发射机侧环回相位差。即，du501获得：

φ1,2,k＝φ1,k-φ2,k＝(θ1,k-θ3,k)-(θ2,k-θ4,k)(5)

在一个实施例中，du501可以例如通过使用示例实施方式620'，针对用于发送校准信号的每个子载波k，获得第一天线541与第二天线542之间的环回相位差。在另一个实施例中，du501可以仅针对用于发送校准信号的子载波的子集，获得第一天线541与第二天线542之间的环回相位差。

现在再次参考图6a。在方框630，du501基于所获得的环回相位差φ1,2，获得第一天线541与第二天线542之间的时间延迟差和初始相位差的估计。

假设第一天线541与第二天线542之间的时间延迟是δt，并且初始相位差是则子载波k的环回相位差φ1,2,k可以表示为：

因此，在方框630，du501可以基于等式(6)以及在方框620或620'获得的φ1,2,k，获得δt和的估计。

实施例并不限于用于基于φ1,2,k来获得δt和的估计的任何特定算法。作为一个示例，可以通过对子载波k的环回相位差φ1,2,k的最小平方(ls)多项式拟合，获得δt和的估计。即，在方框630，du501可以如下获得δtest和

δtest和分别表示δt和的估计，k是用于发送校准信号的子载波集(或子集)，l是k集的大小。

在另一个实施例中，在方框630，可以改为利用基于递归最小平方准则的多项式拟合来获得估计。

在某些实施例中，除了环回相位差之外，du501可以进一步例如基于在第三天线处接收的第一信号、在第三天线处接收的第二信号、在第一天线处接收的第三信号以及在第二天线处接收的第三信号，获得第一天线541与第二天线542之间的环回幅度差，如图6a的方框640中所示。具体地说，在一个实施例中，du501可以针对用于发送校准信号的频率资源中的部分或全部子载波，获得第一天线与第二天线之间的环回幅度差。作为一个示例，可以由等式(9)表示在第一天线541与第二天线542之间在子载波k处的环回幅度差：

α1,2,k＝(crx,2,k/ctx,2,k)/(crx,1,k/ctx,1,k)＝(c1,k/c4,k)·(c3,k/c2,k)(9)。

尽管参考第一天线541和第二天线542描述了天线校准，但应该理解，可以应用类似的方法以校准任何其它天线。例如，可以通过使用相同的方法600，与天线541和542的校准并行地执行天线544和545的校准。在这种情况下，可以存在同时从天线545(或544)和天线541(或542)发送的信号，并且可以通过使用正交码序列在频域或码域中分离同时发送。在另一个实施例中，可以连续执行不同天线的校准。

所获得的δt和(以及α1,2,k)的估计允许要发送的信号的调整以补偿天线之间的相位(和幅度)差，以使得能够实现校准。可以以任何合适的方式(例如，使用当前可用的任何方法)执行基于时间延迟差或初始相位差的估计来调整要发送的信号，本公开的实施例并不限于任何特定的调整方式。

可选地，如图6a中所示，在方框650，du501可以基于时间延迟差或初始相位差的估计，调整将要从第一天线或第二天线(541或542)发送的信号的相位或定时。

在一个实施例中，在方框650，du501可以选择一个相位(和/或时间延迟)差作为基线或参考，以及根据该基线/参考来补偿其它天线的相位(和/或时间延迟)差。

方法600无需引入任何第三方绝对参考或辅助节点即可实现das的天线校准，并且不需要与其它网络设备交换信息。此外，能够避免用于校准的ccu，这导致复杂性和成本降低。

在方法600中，通过空中接口发送校准信号，并且联合地探测和补偿工作路径之间的上行链路和下行链路相位/延迟的环回差，这提高分布式天线系统校准精度和系统稳健性，并且同时降低计算复杂性。

图7示出根据本公开的一个实施例的数字单元中的另一种方法700的流程图。du直接或间接与多个分布式天线相连，多个分布式天线包括(但不限于)天线a、b和c。例如，du可以是图5中所示的du501。为了便于讨论，下面将参考du501和图5中所示的场景来描述方法700。但是，本公开的实施例并不限于此，并且可以更广泛地应用于存在类似问题的其它场景中。

如图7中所示，在方框710，du501构造校准信号，例如参考方法600描述的信号sc(n)。在方框720，du501确定校准标志是否开启。如果校准标志开启，则意味着触发或激活校准，并且du501在方框730-750执行针对天线a和b的天线校准；否则，去激活校准，并且该过程在方框760结束。如图7中所示，在方框730，du501导致从天线c发送校准信号，并且校准信号由天线a和b接收。

注意，可以在正常子帧或空时间切片中发送校准信号。图8示出用于在ltetdd系统的特殊子帧800的gp中发送校准信号的示例。如图8中所示，特殊子帧800包括用于dl传输的下行链路导频时隙(dwpts)801、用于上行链路传输的上行链路导频时隙(uppts)802以及gp803。在该示例中，在gp803中在ofdm符号中发送由前cp823、校准序列833以及后cp843组成的校准信号，而在gp803中的时间切片813中发送天线校准命令(ac命令)。在图7的方框720处触发天线校准的校准标志可以包括在ac命令中。

现在再次参考图7。在方框740，du501导致从天线a和b发送校准信号，并且校准信号由天线c接收。在方框750，du501例如通过对等式(1)-(4)求解，基于天线a、b和c处的接收信号，针对某些子载波获得天线a与b之间的相位差。此外，可以例如通过使用ls线性拟合，基于相位差来获得时间延迟差和初始相位。du501可以基于所获得的时间延迟或相位差，使用任何合适的方法来补偿时间延迟或相位差。

图9示出根据本公开的一个实施例的du中的又一种方法900的流程图。du直接或间接与多个分布式天线相连。例如，du可以是图5中所示的du501。为了便于讨论，下面将参考du501和图5中所示的场景来描述方法900。但是，本公开的实施例并不限于此，并且可以更广泛地应用于存在类似问题的其它场景中。

如图9中所示，在方框910，du501构造校准信号，例如参考方法600描述的信号sc(n)。在方框920，du501确定是否触发初始天线校准。如果触发初始天线校准，则在方框930执行分布式天线系统校准；否则，该过程在方框960结束。注意，在方框930，可以应用方法600或700的任何实施例以实现天线校准。在初始天线校准之后，在方框940，du501确定是否触发周期性天线校准。如果是，则可以在方框950例如通过应用方法600或700的实施方式，执行周期性天线校准；否则，该过程在方框960结束。

与常规天线校准方法相比，本发明的实施例例如针对基于d-mimo技术的tdd系统实现分布式天线校准。使用本公开的实施例，能够在不引入任何绝对参考并且不依赖ccu的情况下实现天线校准。校准信号通过无线空中接口。某些实施例能够很好地保持tdd系统中的上行链路和下行链路信道的互易性，从而进一步增强d-mimo系统的联合预编码传输性能。

图10示出无线通信网络(例如，图1中所示的无线通信网络100)中的装置1000的示意框图。装置1000可以实现为图5中所示的du501或者在du501中实现。du501直接或间接与多个天线相连，多个天线包括(但不限于)第一天线、第二天线以及第三天线。装置1000可操作以执行参考图6-9描述的示例方法600、700和900中的任何一个，并且可能执行任何其它过程或方法。还将理解，方法600、700、900不一定由装置1000执行。可以由一个或多个其它实体执行方法600、700、900的某些操作。

如图10中所示，装置1000包括发送控制单元1001、获得单元1002、以及估计单元1003。发送控制单元1001被配置为导致在相同频率资源中从第一天线发送第一信号、从第二天线发送第二信号、以及从第三天线发送第三信号。获得单元1002被配置为基于在第三天线处接收的第一信号、在第三天线处接收的第二信号、在第一天线处接收的第三信号、以及在第二天线处接收的第三信号，获得第一天线与第二天线之间的接收机和发射机侧环回相位差。估计单元1003被配置为基于所获得的环回相位差，获得第一天线与第二天线之间的时间延迟差和初始相位差的估计。

可选地，在某些实施例中，装置1000可以进一步包括幅度差获得单元1012，其被配置为基于在第三天线处接收的第一信号、在第三天线处接收的第二信号、在第一天线处接收的第三信号以及在第二天线处接收的第三信号，获得第一天线与第二天线之间的环回幅度差。

备选地或此外，在另一个实施例中，装置1000可以进一步包括补偿单元1004，其被配置为基于时间延迟差或初始相位差的估计，调整将要从第一天线或第二天线发送的信号的相位或定时。

在某些实施例中，发送控制单元1001、获得单元1002、估计单元1003、幅度差获得单元1012以及补偿单元1004可以被配置为分别执行图6a的方框610-650的操作，因此参考方法600和图6a-6b提供的相关描述在此也适用，并且将不重复细节。

图11示出装置1110的简化框图，装置1110可以在du(例如图5中所示的du501)中实现或者实现为du(例如图5中所示的du501)。

装置1110可以包括一个或多个处理器1111(例如数据处理器(dp))以及耦合到处理器1111的一个或多个存储器(mem)1112。装置1110可以进一步包括耦合到处理器1111的一个或多个发射机(tx)/接收机(rx)1113。mem1112可以是非瞬时性机器可读存储介质，并且可以存储程序或计算机程序产品(prog)1114。prog1114可以包括指令，这些指令当在关联处理器1111上执行时使装置1110能够根据本公开的实施例进行操作，例如执行方法600、700或900。一个或多个处理器1111以及一个或多个mem1112的组合可以形成适于实现本公开的各种实施例的处理部件1115。

本公开的各种实施例可以由计算机程序或计算机程序产品实现，计算机程序或计算机程序产品可由处理器1111、软件、固件、硬件执行或者由它们的组合执行。

mem1112可以是适合于本地技术环境的任何类型，并且可以使用任何合适的数据存储技术来实现，作为非限制性示例，这些数据存储技术例如包括基于半导体的存储终端设备、磁存储终端设备和系统、光存储终端设备和系统、固定存储器和可移动存储器。

处理器1111可以是适合于本地技术环境的任何类型，并且作为非限制性示例，可以包括以下一项或多项：通用计算机、专用计算机、微处理器、数字信号处理器dsp以及基于多核处理器架构的处理器。

尽管上面某些描述在图1中所示的无线通信系统的上下文中进行，但不应将其解释为限制本公开的精神和范围。本公开的原理和概念可以更普遍地适用于其它场景。

此外，本公开还可以提供计算机可读存储介质(例如包含如上所述的计算机程序或计算机程序产品的存储器)，其包括机器可读介质和机器可读传输介质。机器可读介质也可以被称为计算机可读介质，并且可以包括机器可读存储介质，例如磁盘、磁带、光盘、相变存储器、或者电子存储终端设备，如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、闪存设备、cd-rom、dvd、蓝光光盘等。机器可读传输介质也可以被称为载体，并且例如可以包括电、光、无线电、声学或其它形式的传播信号，例如载波、红外信号等。

在此描述的技术可以通过各种部件来实现，以使得实现使用一个实施例描述的对应装置的一个或多个功能的装置不仅包括现有技术部件，而且还包括用于实现使用该实施例描述的对应装置的一个或多个功能的部件，并且它可以包括用于每个单独功能的单独部件、或者可以被配置为执行两个或更多功能的部件。例如，这些技术可以以硬件(一个或多个装置)、固件(一个或多个装置)、软件(一个或多个模块)、或者它们的组合来实现。对于固件或软件，可以通过执行在此描述的功能的模块(例如，过程、功能等)来进行实现。

上面已参考方法和装置的框图和流程图描述了本发明的示例实施例。将理解，框图和流程图的每个方框、以及框图和流程图中各方框的组合，可以分别由包括硬件、软件、固件、以及它们的组合的各种部件来实现。例如，在一个实施例中，框图和流程图的每个方框、以及框图和流程图中各方框的组合可以由包括计算机程序指令的计算机程序或计算机程序产品来实现。可以将这些计算机程序指令加载到通用计算机、专用计算机、或者其它可编程数据处理装置上以便生产一种机器，以使得这些指令在计算机或其它可编程数据处理装置上执行时，产生实现流程图中的一个或多个方框中指定的功能的部件。

此外，尽管以特定顺序示出操作，但不应将其理解为需要以示出的特定顺序或者以连续顺序执行这些操作，或者执行所有示出的操作以达到所需结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。同样，尽管在上面的讨论中包含数个具体实现细节，但这些细节不应被解释为对在此描述的主题的范围的限制，而是解释为可能特定于特定实施例的特性的描述。在本说明书中，在单独实施例的上下文中描述的某些特性还可以在单个实施例中组合实现。相反，在单个实施例的上下文中描述的各种特性还可以在多个实施例中单独或以任何合适的子组合来实现。此外，尽管上面可以将特性描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此要求保护，但来自要求保护的组合的一个或多个特性可以在某些情况下从组合中删除，并且要求保护的组合可能涉及子组合或子组合的变型。

对于本领域的技术人员将显而易见的是，随着技术的进步，本发明的概念可以以各种方式实现。给出上述实施例是为了描述而不是限制本公开，并且将理解，可以采取修改和变型而不偏离本公开的精神和范围，如本领域的技术人员容易理解的那样。这些修改和变型被视为在本公开和所附权利要求的范围内。本公开的保护范围由所附权利要求限定。