CN101304276A - 一种发射通道校正的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发射通道校正的方法及系统，其中方法包括步骤：在每个发射通道上，轮流以单载波形式时分发射通道校正信号；接收通过每个发射通道的所述通道校正信号，根据接收到的所述通道校正信号计算出每个发射通道的校正系数；根据所述每个发射通道的校正系数，对每个发射通道进行校正。本发明实施例采用信号峰均比小的通道校正信号，通过在各个发射通道上轮流以单载波形式时分发射通道校正信号，使校正信号与业务信号使用相同削波门限的时候校正信号不会被削波，解决了校正信号因为被削波导致信噪比降低，引起校正系数计算误差的问题；同时各个发射通道每次在相同校正时隙只发射一个载波的通道校正信号，解决了载波间相互干扰的问题。

Description

一种发射通道校正的方法及系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种发射通道校正的方法及系统。

背景技术。

在现有多载波智能天线系统中的发射端，需要对从基带到天线口的各个发射通道的幅度、相位和时延不一致性进行校正，以使各个收发通道从基带到天线口的通道响应一致，否则不能有效形成波束。

校正发射通道的时候，需要使用注入通道校正信号的方法，即需要利用没有发射业务信号的空余时间段，将通道校正信号注入到发射通道中，来提取各个发射通道的响应。通常注入通道校正信号的方法是采用轮流时分发射多载波通道校正信号，或者码分同时发射多载波通道校正信号。下面以4个发射通道发射6个载波的通道校正信号为例进行说明。

如图1所示，6个载波的通道校正信号时分在4个发射通道上轮流发射，完成一个发射校正周期需要4次将6个载波的通道校正信号注入到发射通道中。

完成一个发射校正周期，具体为在第n个校正时隙中，将所有通道校正信号载波分配到第一个发射通道发射，在第n+1个校正时隙中，将所有通道校正信号载波分配到第二个发射通道发射，这样将所有通道校正信号载波依次轮流时分到各个发射通道发射。

如图2所示，6个载波的发射通道校正信号同时码分在4个发射通道上发射，完成一个发射校正周期只需要1次将6个载波的通道校正信号注入到发射通道中。

上述2种现有发射通道校正信号的方法存在以下3个问题：

1、无法调和通道校正信号质量与通道校正信号的信号峰均比(PAPR，Peakto Average Power Ratio)之间的矛盾。

基站下行业务信号通常都是要进行峰值因数衰减(CFR，Crest FactorReduction)处理以降低信号的PAPR。多个载波的通道校正信号在同一个发射通道的同一校正时隙中集中发射，会使多个通道校正信号叠加后具有一个更高的PAPR。而通道特性与发射平均功率有关，为了得到与业务信号发射期间同样的通道特性，要求通道校正信号与业务信号使用同样的平均发射功率。这样就造成了一个矛盾：如果对通道校正信号进行CFR处理，即对通道校正信号使用与业务信号相同的削波门限，就将产生CFR噪声，使通道校正信号的信噪比降低，继而造成校正系数的计算误差；如果不对通道校正信号进行CFR处理，即对通道校正信号使用更高的削波门限，就会使通道校正信号输出的PAPR高于业务信号的PAPR，将使输入到功率放大器的通道校正信号的峰值功率高于业务信号，而功率放大器为峰值功率受限的器件，这样将产生非线性失真，使通道校正信号的信噪比降低，同样也会造成校正系数的计算误差。

2、多个载波的通道校正信号同时发射容易产生相互干扰。

多个载波的通道校正信号在同一个发射通道的同一校正时隙中集中发射，会使载波间产生互调，落在信号带内的互调成分将会使通道校正信号的信噪比降低，继而造成校正系数的计算误差。

3、通道校正信号按码分方式发射的方法需要发射通道间无延时差或者延时差很小。

通道校正信号按码分方式发射的方法虽然可以减少通道校正信号的发射次数，但是由于在发射通道间有延时差的场合，通道间码的正交性会遭到破坏，导致发射通道间通道校正信号的干扰增大，无法有效实施发射通道校正。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明实施例提供了一种发射通道校正的方法及系统，利用发射通道传输函数缓变的特点，通过在各个发射通道上依次轮流以单载波形式时分发射通道校正信号，减少载波间信号的相互干扰，解决校正系数计算误差的问题。

本发明实施例提供了一种发射通道校正的方法，包括：

在每个发射通道上，轮流以单载波形式时分发射通道校正信号；

接收通过每个发射通道的所述通道校正信号，根据接收到的所述通道校正信号计算出每个发射通道的校正系数；

根据所述每个发射通道的校正系数，对每个发射通道进行校正。

进一步，本发明实施例还提供了一种发射通道校正系统，包括：

发射机，包括多个发射通道，用于在每个所述发射通道上将通道校正信号轮流以单载波形式时分发射；

校正接收机，与所述发射机输出端耦合，接收通过每个所述发射通道的所述通道校正信号，并将接收的所述通道校正信号转换为数字基带信号；

校正系数计算单元，用于从所述数字基带信号中提取每个所述发射通道的特性参数，计算得到每个所述发射通道的校正系数，传送给校正单元；

校正单元，用于接收校正系数计算单元传送的所述每个发射通道的校正系数，根据所述每个发射通道的校正系数，对每个所述发射通道进行校正。

本发明实施例有如下有益效果：

由于采用信号峰均比(PAPR)较小的通道校正信号，通过在各个发射通道上轮流以单载波形式时分发射所述通道校正信号，使通道校正信号与业务信号使用相同削波门限的时候校正信号也不会被削波，解决了通道校正信号因为被削波导致信噪比降低，引起校正系数计算误差的问题。

各个发射通道采用时分方式发射通道校正信号，而且每次在相同校正时隙只发射一个载波的通道校正信号，并且每个发射通道上的所述载波频率都不相同，解决了载波间相互干扰的问题，同时也不需要满足发射通道间无延时差或者延时差很小的前提条件。

附图说明

图1是现有技术按时分方式发射通道校正信号的原理图；

图2是现有技术按码分方式发射通道校正信号的原理图；

图3是本发明实施例提供的一种发射通道校正的方法流程图；

图4是本发明实施例一提供的通道校正信号发射顺序图；

图5是本发明实施例二提供的通道校正信号发射顺序图；

图6是本发明实施例三提供的通道校正信号发射顺序图；

图7是本发明实施例四提供的通道校正信号发射顺序图；

图8是本发明实施例五提供的通道校正信号发射顺序图；

图9是本发明实施例六提供的通道校正信号发射顺序图；

图10是本发明实施例提供的一种发射通道校正系统的方框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面通过具体实施例对本发明做进一步详细的说明，但不用于限定本发明。

如图3所示，本发明实施例提供了一种发射通道校正的方法，利用发射通道传输函数缓变的特点，通过在各个发射通道上轮流以单载波形式时分发射通道校正信号，来减小载波之间的相互干扰，包括以下步骤：

步骤101、在每个发射通道上，轮流以单载波形式时分发射通道校正信号，例如可在没有发射业务信号的时间段，将所述通道校正信号轮流以单载波形式时分发射到各个发射通道中。系统中有多个发射机，即有多个并行的发射通道，每个发射通道中满配置的时候可以包含多个载波，这时发射通道被称为多载波发射通道。比如每个发射通道满配置的时候，在每个发射校正周期最多可以发射6个载波的通道校正信号，这个“最多”对应于载波满配置的情况。

在步骤101前，还可以将通道校正信号(如测试发射通道特性的通道校正信号)进行基带调制加载到相应载波上，与业务信号载波进行时分复用。利用没有发射业务信号的时间段发射通道校正信号，所述没有发射业务信号的时间段可以为系统本身的空余时间段，也可以为发射通道校正信号而专门设定的一个时间段。

对于多个发射通道如何发射不同数目载波的通道校正信号，下面举例详细说明：

如图4实施例一所示，4个发射通道依次轮流以单载波形式时分发射6个载波f1～f6的通道校正信号。具体的，对应于每个发射校正周期，即第p次发射校正过程，在第n个校正时隙中，发射通道1～4分别发射载波f1～f4的通道校正信号；在第n+1个校正时隙中，发射通道1～4分别发射载波f2～f5的通道校正信号；...；在第n+5个校正时隙中，发射通道1～4分别发射载波f6，f1～f3的通道校正信号。

对于每个发射通道不是满配置的时候，也采用上述方式来发射通道校正信号。如图5实施例二所示，4个发射通道依次轮流以单载波形式时分发射1个载波f1的通道校正信号。对应每个发射校正周期，在第n个校正时隙中，发射通道1发射载波f1的通道校正信号；在第n+1个校正时隙中，发射通道2发射载波f1的通道校正信号；在第n+2个校正时隙中，发射通道3发射载波f1的通道校正信号；在第n+3个校正时隙中，发射通道4发射载波f1的通道校正信号。

如图6实施例三所示，4个发射通道依次轮流以单载波形式时分发射2个载波f1～f2的通道校正信号。对应每个发射校正周期，在第n个校正时隙中，发射通道1、3分别发射载波f1、f2的通道校正信号；在第n+1个校正时隙中，发射通道2、4分别发射载波f1、f2的通道校正信号；在第n+2个校正时隙中，发射通道1、3分别发射载波f2、f1的通道校正信号；在第n+3个校正时隙中，发射通道2、4分别发射载波f2、f1的通道校正信号。

如图7实施例四所示，4个发射通道依次轮流以单载波形式时分发射3个载波f1～f3的通道校正信号。对应每个发射校正周期，在第n个校正时隙中，发射通道1～3分别发射载波f1、f2、f3的通道校正信号；在第n+1个校正时隙中，发射通道2～4分别发射载波f1、f2、f3的通道校正信号；在第n+2个校正时隙中，发射通道1、3、4分别发射载波f3、f1、f2的通道校正信号；在第n+3个校正时隙中，发射通道1、2、4分别发射载波f2、f3、f1的通道校正信号。

如图8实施例五所示，4个发射通道依次轮流以单载波形式时分发射4个载波f1～f4的通道校正信号。对应每个发射校正周期，在第n个校正时隙中，发射通道1～4分别发射载波f1～f4的通道校正信号；在第n+1个校正时隙中，发射通道1～4分别发射载波f4、f1、f2、f3的通道校正信号；在第n+2个校正时隙中，发射通道1～4分别发射载波f3、f4、f1、f2的通道校正信号；在第n+3个校正时隙中，发射通道1～4分别发射载波f2、f3、f4、f1的通道校正信号。

如图9实施例六所示，4个发射通道依次轮流以单载波形式时分发射5个载波f1～f5的通道校正信号。对应每个发射校正周期，在第n个校正时隙中，发射通道1～4分别发射载波f1～f4的通道校正信号；在第n+1个校正时隙中，发射通道1～4分别发射载波f5、f1、f2、f3的通道校正信号；在第n+2个校正时隙中，发射通道1～4分别发射载波f4、f5、f1、f2的通道校正信号；在第n+3个校正时隙中，发射通道1～4分别发射载波f3、f4、f5、f1的通道校正信号；在第n+4个校正时隙中，发射通道1～4分别发射载波f2、f3、f4、f5的通道校正信号。

以上六个实施例中通道校正信号的调制形式，可以是实数的伪随机编码信号，或者是复数的伪随机编码信号、即体现为I+jQ形式的伪随机编码信号，伪随机码调制信号的PAPR＝3dB；当然，通道校正信号的调制形式还可以是单音信号，它的PAPR＝0dB。以上3种调制形式的通道校正信号的PAPR自然是很低的，即使不对通道校正信号重新配置削波门限，通道校正信号通过削波电路的时候也不会被削波。对于使用正交频分复用OFDM调制的多音信号，为了减小通道校正信号的PAPR，在使用全部子载波的场合应该寻找特定的子载波间的相位组合；或者减少子载波的个数即只使用部分的子载波，并且调整各个子载波的相位。这里要说明的是：载波的概念与子载波不同。载波是一个与单载波通道的滤波带宽相联系的概念，如一个WCDMA载波为5MHz，单载波WCDMA系统的通道带宽就是5MHz。一个4载波WCDMA系统的多载波通道的带宽为20MHz。而子载波是OFDM调制系统中的概念，如WiMAX的5MHz载波的FFT点数为512，子载波间隔为5.6MHz/512。子载波所占的频率区间总是不超过5MHz的，就是说实际上使用的子载波个数*5.6MHz/512是不超过5MHz的。可见实际上使用的子载波个数总是小于512。一个包含4个5MHz WiMAX载波的多载波通道的带宽为20MHz，每个载波为5MHz，每个载波的FFT点数为512，每个载波内的子载波间隔为5.6MHz/512。

步骤102、接收通过每个发射通道的所述通道校正信号；具体实施时可以通过校正接收机接收所述通道校正信号，校正接收机与发射机的输出端耦合，。发射通道校正所需的通道校正信号的功率不必很大，例如，通常送到校正接收机的通道校正信号功率占整个信号功率的0.3％，即千分之三左右。

步骤103、根据接收到的所述通道校正信号计算出每个发射通道的校正系数；即对经过发射通道的信号进行处理：校正接收机处理接收到的模拟通道校正信号，将模拟通道校正信号转换为数字基带I、Q两路信号，然后在同步控制信号的作用下，将所述数字基带信号进行快速傅立叶变换(FFT)，输出带有各个发射通道的延时、幅度、相位特性的数字基带信号，处理该数字基带信号以提取各个发射通道的延时、幅度、相位特性参数，通过求插值或平滑方法计算得到各个发射通道的校正系数，反馈给校正单元。

步骤104、根据上述每个发射通道的校正系数，对每个发射通道进行校正；具体实施时可以根据上个发射校正周期中计算得到的校正系数，动态校正各个发射通道，以使各个发射通道的延时、幅度、相位特性一致。比如以校正发射通道的幅度为例，如果第一和第二发射通道的幅度分别为11和9，则计算出这两个发射通道的幅度校正系数分别为0.9和1.1，这样通过11×0.9的方式对第一发射通道的幅度进行补偿校正，通过9×1.1的方式对第二发射通道的幅度进行补偿校正，校正后这两个发射通道的幅度都为9.9，保证了这两个发射通道的幅度特性相同。

采用本发明实施例提供的一种发射通道校正的方法，通过在每个发射通道上轮流以单载波形式时分发射信号峰均比小的通道校正信号，使通道校正信号与业务信号使用相同削波门限的时候通道校正信号不会被削波，解决了通道校正信号因为被削波导致信噪比降低，引起校正系数计算误差的问题；同时各个发射通道采用轮流以单载波形式时分方式发射通道校正信号，具体为：每次在相同校正时隙只发射一个载波的通道校正信号，并且每个发射通道上的所述载波频率都不相同，这样避免了多个载波信号之间的正交性干扰，减少了校正系数的计算误差。

如图10所示，本发明实施例还提供了一种发射通道校正系统，具体包括：

发射机201，包括多个发射通道，用于在每个所述发射通道上将通道校正信号轮流以单载波形式时分发射；

校正接收机202，与所述发射机输出端耦合，接收通过每个所述发射通道的所述通道校正信号，并将接收的所述通道校正信号转换为数字基带I、Q两路信号，然后在同步控制信号的作用下，将所述数字基带信号进行快速傅立叶变换(FFT)，输出带有各个发射通道的延时、幅度、相位特性的数字基带信号，给系统中的校正系数计算单元；

校正系数计算单元203，用于从所述数字基带信号中提取每个发射通道的特性参数，计算得到每个发射通道的校正系数，传送给校正单元；

校正单元204，用于接收校正系数计算单元传送的所述每个发射通道的校正系数，根据所述每个发射通道的校正系数，对每个发射通道之间的延时、幅度和相位不一致性进行校正。

本发明实施例提供的一种发射通道校正系统与传统的发射通道校正系统相比，是将通道校正信号轮流以单载波形式时分发射到每个发射通道中，避免了每个发射通道在同一校正时隙出现多个载波的通道校正信号相互干扰的情况，能大大减少了校正系数的计算误差。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，不仅可以在多载波智能天线上应用本发明技术，还可以将本发明技术可以应用到所有的无线技术领域，例如固定无线接入、无线数据传输、雷达等系统领域中。这些改进和应用也视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1、一种发射通道校正的方法，其特征在于，包括：

在每个发射通道上，轮流以单载波形式时分发射通道校正信号；

接收通过每个发射通道的所述通道校正信号，根据接收到的所述通道校正信号计算出每个发射通道的校正系数；

根据所述每个发射通道的校正系数，对每个发射通道进行校正。

2、根据权利要求1所述发射通道校正的方法，其特征在于，在每个发射通道上，轮流以单载波形式时分发射所述通道校正信号之前，还包括：

将通道校正信号进行基带调制加载到相应载波上，与业务信号载波进行时分复用。

3、根据权利要求1所述发射通道校正的方法，其特征在于，在每个发射通道上，轮流以单载波形式时分发射通道校正信号，具体为：

在每个发射校正周期，所述每个发射通道在相同校正时隙只发射一个载波的通道校正信号，并且每个发射通道上的所述载波频率都不相同。

4、根据权利要求1所述发射通道校正的方法，其特征在于，所述接收通过每个发射通道的所述通道校正信号，根据接收到的所述通道校正信号计算出每个发射通道的校正系数的步骤，具体包括：

接收通过每个发射通道的所述通道校正信号，将其转换为数字基带信号；

从所述数字基带信号中提取每个发射通道的特性参数，计算得到每个发射通道的校正系数。

5、根据权利要求1至4中任一项所述的发射通道校正的方法，其特征在于，所述通道校正信号是实数的伪随机编码信号或者是复数的伪随机编码信号。

6、根据权利要求1至4中任一项所述的发射通道校正的方法，其特征在于，所述通道校正信号是单音信号或者是多音信号。

7、一种发射通道校正系统，其特征在于，包括：

发射机，包括多个发射通道，用于在每个所述发射通道上将通道校正信号轮流以单载波形式时分发射；

校正接收机，与所述发射机输出端耦合，接收通过每个所述发射通道的所述通道校正信号，并将接收的所述通道校正信号转换为数字基带信号；

校正系数计算单元，用于从所述数字基带信号中提取每个所述发射通道的特性参数，计算得到每个所述发射通道的校正系数，传送给校正单元；

校正单元，用于接收校正系数计算单元传送的所述每个发射通道的校正系数，根据所述每个发射通道的校正系数，对每个所述发射通道进行校正。

Images