CN100514947C - 一种通道校正的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种通道校正的方法，该方法在不同通道用不同的空余子载波承载已知信号；经空余子载波承载的已知信号在接收通道频点处经过校正收发信机发送到本地耦合器，将来自天线阵的正常业务信号与来自校正收发信机的信号混合后，送入正常收发信机处理后，送至校正计算单元，校正计算单元确定出不同通道的特性的估计值，并将确定出的估计值传给正常基带处理单元，正常基带处理单元根据所述估计值对相应通道进行校正。本发明还同时公开了一种发射通道校正系统和接收通道校正系统。本发明在空余正交子载波上采用主动发射的方式，自动完成通道校正，校正过程对正常业务没有任何影响，因而不影响系统的容量，另外通过本地环回，也不会影响系统的覆盖。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种通道校正的方法和系统。
背景技术
作为一种多载波传输的特殊方式，正交频分复用OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing)的概念早在上世纪50年代就出现了，并且在1970年初第一篇关于OFDM技术的专利获得美国专利局授权OFDM是一种无线环境下的高速传输技术，主要思想就是在频域内将给定信道分成许多正交子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输，这样不但抗干扰能力强，而且提高了频谱利用率。限于当时的处理能力，OFDM技术在出现时并未得到业界重视和应用。直到90年代初，随着处理能力以及OFDM技术本身的发展，将OFDM大规模应用的条件完全成熟，如将其应用于802.11a、数字音讯广播DAB(Digital Audio Broadcasting)、HyperLAN以及非对称数字用户环路ADSL(Asymmetrical Digital SubscriberLine)等商业标准。在OFDM系统中，高速数据流首先被分割成一系列的更低速率的数据流，这些低速数据流相应在一系列的子载波上并行传输。这些子载波彼此正交，故得名OFDM正交频分复用。OFDM系统中发射端和接收端可以分别利用反向快速傅里叶变换IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)和快速傅里叶转换FFT(Fast Fourier Transform)快速算法，大大降低了收发信机实现的复杂度。基于OFDM子载波之间的正交特性，OFDM也可以用作多址方式之一，称为OFDMA，类似码分多址CDMA(Code Division MultipleAccess)，只不过是在频域内。在OFDMA系统中，各用户可以分别同时占用部分正交的子载波。
随着多天线技术如利用自适应的波束赋形技术，提高用户波达方向的方向图增益，同时利用方向图的零点降低空间上大功率用户的干扰智能天线技术SA(Smart Antenna)、多入多出技术MIMO(Multiple Input Multiple Output)等技术的广泛应用，多通道之间的一致性程度直接决定了这些技术方案最终能达到的效果，因此，如何对多通道进行校正成为多天线技术应用首先要解决的问题。
业界通用的做法是，在OFDMA(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing Access)系统中，对多通道在时域上进行校正。系统按照一定频度，如每N帧进行一次校正，每次校正开销L个OFDMA符号时间。由于该技术在校正期间，正常的上下行业务需要关闭，因此降低了系统容量。
发明内容
本发明提供一种通道校正的方法及系统，以解决现有技术在校正通道时影响系统容量的问题。
本发明提供以下技术方案：
一种通道校正的方法，包括如下步骤：
A、在不同通道用不同的空余子载波承载已知信号；
B、将经空余子载波承载的已知信号发送到包括校正收发信机、本地耦合器、正常收发信机、校正计算单元及正常基带处理单元的一个环路，对于接收通道，所述经空余子载波承载的已知信号在接收通道频点处经过校正收发信机发送到本地耦合器，该耦合器将来自天线阵的正常业务信号与来自校正收发信机的信号混合后，送入正常收发信机处理后，送至校正计算单元，所述校正计算单元根据预定算法确定出不同通道的特性的估计值；
C、所述校正计算单元将确定出的估计值传给正常基带处理单元，正常基带处理单元根据所述估计值对相应通道进行校正。
所述步骤A前进一步包括：收集当前可用空余子载波，然后根据需要校正的通道数进行分配，将不同的空余子载波分配到不同的通道。
一种通道校正的方法，包括如下步骤：
A、在不同通道用不同的空余子载波承载已知信号；
B、将经空余子载波承载的已知信号发送到包括校正收发信机、本地耦合器、正常收发信机、校正计算单元及正常基带处理单元的一个环路，对于发射通道，所述经空余子载波承载的已知信号与正常业务信号一起经过正常的收发信机，在发射通道频点处发送到本地耦合器，该耦合器将信号送至天线阵及校正收发信机，经校正收发信机处理后送至校正计算单元，所述校正计算单元根据预定算法确定出不同通道的特性的估计值；
C、所述校正计算单元将确定出的估计值传给正常基带处理单元，正常基带处理单元根据所述估计值对相应通道进行校正。
所述步骤A前进一步包括：收集当前可用空余子载波，然后根据需要校正的通道数进行分配，将不同的空余子载波分配到不同的通道。
本发明还提供一种接收通道校正系统，包括控制单元、校正收发信机、本地耦合器、正常收发信机、校正计算单元及正常基带处理单元，
所述控制单元用于收集当前可用空余子载波，将其根据需要校正的通道数进行分配，将不同的空余正交子载波分配到不同的通道；
所述校正收发信机用于在接收通道频点处接收用空余子载波承载的已知信号，并将其发送至本地耦合器；
所述耦合器将来自天线阵的正常业务信号与用空余子载波承载的已知信号混合后，送入正常收发信机；
正常收发信机用于对用空余子载波承载的已知信号进行处理后将其发送至校正计算单元；
所述校正计算单元用于提取反映不同通道特性的估计值后将其传给正常基带处理单元；
所述正常基带处理单元用于依据估计值对相应的接收通道进行校正。
本发明还提供一种发射通道校正系统，包括控制单元、校正收发信机、本地耦合器、正常收发信机、校正计算单元及正常基带处理单元，
所述控制单元用于收集当前可用空余子载波，将其根据需要校正的通道数进行分配，将不同的空余正交子载波分配到不同的通道；
所述正常收发信机用于接受用空余子载波承载的已知信号同业务信号的混合，并将其在发射通道频点处发送到本地耦合器；
所述本地耦合器用于将所述信号送至校正收发信机；
所述校正收发信机用于将所述信号处理后，将空余子载波上承载的信号送至校正计算单元；
所述校正计算单元用于提取反映不同通道特性的估计值后将其传给正常基带处理单元；
所述正常基带处理单元用于依据估计值对相应的发射通道进行校正。
所述系统中的自适应天线系统区域包括多扇区，每个扇区配置一个校正收发信机，各校正收发信机独立工作。
所述系统中的自适应天线系统区域包括多扇区，部分或全部扇区配置一个校正收发信机，来自不同扇区的所有通道均采用互不相同的空余子载波。
所述系统中的自适应天线系统区域包括多扇区，部分或全部扇区配置一个校正收发信机，来自不同扇区的不同扇区的通道采用时分复用的方式使用该单元。
由于本发明是在空余正交子载波上采用主动发射的方式自动完成通道校正，校正过程对正常业务没有任何影响，因而不影响系统的容量，另外通过本地环回，对系统的覆盖也没有影响。
附图说明
图1为OFDMA子载波分配示意图；
图2为本发明实现通道校正的流程图；
图3A为本发明所述对接收通道进行校正的系统示意图；
图3B为本发明所述对发射通道进行校正的系统示意图；
图4为本发明所述实施例对接收通道进行校正的系统示意图。
具体实施方式
对子载波的分配方式，决定了OFDMA系统运行的不同模式。如果在某一时刻，子载波并未全部被使用，则出现了空闲子载波。由于扇区化组网等需求，通常OFDMA系统的每个扇区都采用动态或静态的方式保留有空闲子载波。以IEEE 802.16标准为例，IEEE 802.16中子信道部分使用模式PUSC(Partial Usage of SubChannel)下，3个扇区分享全部的子载波，这样每个扇区都存在一定数量的空闲子载波，又如IEEE 802.16中子信道全部使用模式FUSC(Full Usage of SubChannel)模式，为了减小扇区之间的干扰，每个扇区的负载不会达到100％，即也会保留一部分空闲子载波。IEEE 802.16标准的其它模式也类似。OFDMA系统的使用子载波和空闲子载波的关系如图1所示。
本发明在OFDMA系统所特有的空余正交子载波上，采用主动发射的方式，通过不同通道用不同的空余子载波承载已知信号(比如全1的比特流，只要是已知Bit Pattern就可以)来进行通道校正。
参阅图2所示，其主要流程如下：
步骤100、收集当前可用空余子载波，然后根据需要校正的通道数进行分配，将不同的空余子载波分配到不同的通道。
步骤110、在需要校正的通道用分配的空余子载波承载已知信号。
步骤120、将空余子载波承载的已知信号发送到由耦合器在本地构成的一个环路。
步骤130、在所述环路的接收端采用预定的算法，将经过不同通道的空余子载波承载的已知信号按照通道进行分割，提取反映不同通道特性的估计值。如相位差、时延、幅度增益等信息的估计值。
步骤140、利用各通道的估计值对通信进行校正。
由于利用的是空余子载波，本身对正常业务没有任何影响，因而不影响系统的容量，另外在本地环回，对系统的覆盖也基本无影响。按照校正通道的方向的不同，本发明可以分别用于校正发射通道和接收通道。
如图3A所示为对接收通道进行校正的系统示意图。首先由控制单元CU收集当前可用空余子载波，然后根据需要校正的通道数进行分配，将不同的空余正交子载波分配到不同的通道；然后由这些空余子载波承载已知信号，在接收通道频点处经过校正收发信机发送到本地耦合器，该耦合器将来自天线阵的正常业务信号与来自校正收发信机的信号混合后，送入正常收发信机；经正常收发信机处理后(如调制、解调、编码、解码等处理)，将空余子载波上的信号送至校正计算单元，由该计算单元按照一定的算法(可采用公知的估计方法，如极大似然估计等)估计出不同通道的特性，将这些估计值传给正常基带处理单元，然后正常基带处理单元根据这些估计值校正不同接收通道(主要校正通道的相位差、时延差、幅度差等，这些特性的使用方式类似。)。本发明可用于智能天线或MIMO的通道校正。
图3B给出本发明对发射通道进行校正时的系统示意图。首先由控制单元CU收集当前可用空余子载波，然后根据需要校正的通道数进行分配，将不同的空余正交子载波分配到不同的通道；然后由这些空余子载波承载已知信号，并与正常业务信号一起经过正常收发信机在发射通道频点处发送到本地耦合器，该耦合器除了将信号送至天线阵外，还将信号送入校正收发信机，经校正收发信机处理后所述空余子载波上的信号送至校正计算单元，由该计算单元按照一定的算法估计出不同通道的特性，将这些估计值传给正常基带处理单元，然后正常基带处理单元根据这些估计值校正不同发射通道。
以IEEE802.16e基站为例，该类基站中自适应天线系统区域分成三个扇区，每个扇区由多个天线构成天线阵。基站运行于子信道全部使用PUSC模式以及自适应天线系统AAS模式，不同扇区使用不同的子载波簇。采用本发明的上行接收通道进行校正的系统结构图如图4所示。其中，在该基站系统的每个扇区配置一个校正收发信机，各校正收发信机独立工作。首先由控制单元CU收集各扇区当前可用的空余子载波，然后在各扇区内将该扇区可用的空余子载波根据需要校正的通道数进行分配，将不同的空余正交子载波分配到不同的通道；然后由这些空余子载波承载已知信号，并与正常业务信号一起经过本扇区的正常收发信机在发射通道频点处发送到本扇区的本地耦合器中，该耦合器除了将信号送至本扇区的天线阵外，还将信号送入本扇区的校正收发信机中，经校正收发信机处理后所述空余子载波上的信号送至校正计算单元，由该计算单元按照一定的算法估计出不同通道的特性，将这些估计值传给正常基带处理单元，然后正常基带处理单元根据这些估计值校正不同发射通道。
当然，在本发明中校正收发信机可以有不同的配置方式，除了上述的每个扇区配置一个外，还可以所有扇区共享同一个校正收发信机，或者部分扇区共享同一个校正收发信机。当存在多个扇区共享同一个校正收发信机时，不同扇区的通道可以采用时分复用的方式使用该单元，也可以采用频分复用的方式使用该单元。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (12)
1、一种通道校正的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、在不同通道用不同的空余子载波承载已知信号；
B、将经空余子载波承载的已知信号发送到包括校正收发信机、本地耦合器、正常收发信机、校正计算单元及正常基带处理单元的一个环路，对于接收通道，执行：
所述经空余子载波承载的已知信号在接收通道频点处经过校正收发信机发送到本地耦合器，该耦合器将来自天线阵的正常业务信号与来自校正收发信机的信号混合后，送入正常收发信机处理后，送至校正计算单元，所述校正计算单元根据预定算法确定出不同通道的特性的估计值；
C、所述校正计算单元将确定出的估计值传给正常基带处理单元，正常基带处理单元根据所述估计值对相应通道进行校正。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A前进一步包括：收集当前可用空余子载波，然后根据需要校正的通道数进行分配，将不同的空余子载波分配到不同的通道。
3、一种通道校正的方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、在不同通道用不同的空余子载波承载已知信号；
B、将经空余子载波承载的已知信号发送到包括校正收发信机、本地耦合器、正常收发信机、校正计算单元及正常基带处理单元的一个环路，对于发射通道，执行：
所述经空余子载波承载的已知信号与正常业务信号一起经过正常的收发信机，在发射通道频点处发送到本地耦合器，该耦合器将信号送至天线阵及校正收发信机，经校正收发信机处理后送至校正计算单元，所述校正计算单元根据预定算法确定出不同通道的特性的估计值；
C、所述校正计算单元将确定出的估计值传给正常基带处理单元，正常基带处理单元根据所述估计值对相应通道进行校正。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤A前进一步包括：收集当前可用空余子载波，然后根据需要校正的通道数进行分配，将不同的空余子载波分配到不同的通道。
5、一种接收通道校正系统，其特征在于，包括控制单元、校正收发信机、本地耦合器、正常收发信机、校正计算单元及正常基带处理单元；
所述控制单元用于收集当前可用空余子载波，将其根据需要校正的通道数进行分配，将不同的空余正交子载波分配到不同的通道；
所述校正收发信机用于在接收通道频点处接收用空余子载波承载的已知信号，并将其发送至本地耦合器；
所述耦合器将来自天线阵的正常业务信号与用空余子载波承载的已知信号混合后，送入正常收发信机；
正常收发信机用于对用空余子载波承载的已知信号进行处理后将其发送至校正计算单元；
所述校正计算单元用于提取反映不同通道特性的估计值后将其传给正常基带处理单元；
所述正常基带处理单元用于依据估计值对相应的接收通道进行校正。
6、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统中的自适应天线系统区域包括多扇区，每个扇区配置一个校正收发信机，各校正收发信机独立工作。
7、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统中的自适应天线系统区域包括多扇区，部分或全部扇区配置一个校正收发信机，来自不同扇区的所有通道均采用互不相同的空余子载波。
8、如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统中的自适应天线系统区域包括多扇区，部分或全部扇区配置一个校正收发信机，来自不同扇区的不同扇区的通道采用时分复用的方式或者频分复用的方式使用该校正收发信机。
9、一种发射通道校正系统，其特征在于，包括控制单元、校正收发信机、本地耦合器、正常收发信机、校正计算单元及正常基带处理单元；
所述控制单元用于收集当前可用空余子载波，将其根据需要校正的通道数进行分配，将不同的空余正交子载波分配到不同的通道；
所述正常收发信机用于接受用空余子载波承载的已知信号同业务信号的混合，并将其在发射通道频点处发送到本地耦合器；
所述本地耦合器用于将所述信号送至校正收发信机；
所述校正收发信机用于将所述信号处理后，将空余子载波上承载的信号送至校正计算单元；
所述校正计算单元用于提取反映不同通道特性的估计值后将其传给正常基带处理单元；
所述正常基带处理单元用于依据估计值对相应的发射通道进行校正。
10、如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统中的自适应天线系统区域包括多扇区，每个扇区配置一个校正收发信机，各校正收发信机独立工作。
11、如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统中的自适应天线系统区域包括多扇区，部分或全部扇区配置一个校正收发信机，来自不同扇区的所有通道均采用互不相同的空余子载波。
12、如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统中的自适应天线系统区域包括多扇区，部分或全部扇区配置一个校正收发信机，来自不同扇区的不同扇区的通道采用时分复用的方式或者频分复用的方式使用该校正收发信机。
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