CN101854323B - 天线校准方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种天线校准方法和系统，其中，该方法包括：发射端对发射天线上的子载波频点进行分组，根据分组确定发射天线的频域校准导频信号；发射端根据频域校准导频信号获得时域完整校准导频信号，并利用时域完整校准导频信号构造时域发射信号发送给接收端；接收端将接收到的时域发射信号恢复为时域完整校准导频信号；接收端根据时域完整校准导频信号获得各个分组的频域响应，并根据各个分组的频域响应获取发射天线的所有子载波频点的频域响应；接收端根据所有子载波的频域响应确定发射天线的补偿系数。通过本发明的上述技术方案，能够在不影响正常通信的情况下提高校准估计精度。

Description

天线校准方法和系统

技术领域

本发明涉及通信领域，并且特别地，涉及一种天线校准方法和系统。 

背景技术

目前，在正交频分复用-时分双工系统(Orthogonal Frequency Division Multiplexing-Time Division Duplex，简称为OFDM-TDD)中，为降低终端之间的同频干扰、增加小区边缘吞吐量和覆盖范围，在基站(eNodeB)中引入了具有较小阵元间距的多天线波束赋形技术。为了保证赋形的正确性和可靠性，必须对天线阵列进行校准，减小阵列各通道的幅相误差。 

在相关技术中，正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，简称为OFDM)系统的天线校准技术主要是接收各个发射天线发射的频域导频序列后，在接收端联合估计各个发射天线通路的频域响应，然后补偿各个反射天线频域响应的差别，从而实现各个发射天线发射电通道的频域校准；此外，在多个发射通路同时校准时，可以利用频分或码分的方式降低通道间干扰。 

然而，天线校准使用的通道和通信系统使用的通道相同，为了不影响通信系统的正常工作，校准检测导频信号应在没有通信数据传输的时刻传输。针对时分双工(Time Division Duplex，简称为TDD)的时隙结构，通常选择在下行导频时隙(Downlink Pilot Time  Slot，简称为DwPTS)和上行导频时隙(Uplink Pilot Time Slot，简称为UpPTS)之间的主保护时隙(Guard Period，简称为GP)传输校准检测导频信号。但是，DwPTS时隙下行信号的回波会对GP中的校准信号进行干扰，从而影响校准效果。在相关技术中，提出通过增加循环前缀来减小信道拖尾造成的干扰影响，利用选择循环前缀的长度来减少下行导频回波对校准导频符号的影响，循环前缀加的越长，有效的校准导频符号越处于空闲时隙的后部，这样通过合理的选择循环前缀的长度，可以使干扰只存在于循环前缀信号中。 

上述处理方法只考虑了降低DwPTS的干扰，但没有考虑到增加择循环前缀的长度会使有效的校准导频信号延长至UpPTS时隙，这样不但影响正常的上行通信，校准精度也会随之下降。同时，当存在提前发送的随机接入信号时，还会存在校准导频信号与随机接入信号之间的相互干扰。 

发明内容

考虑到相关技术中的校准检测导频信号干扰通信系统正常通讯的问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种天线校准方法和系统，以解决相关技术中存在的上述问题。 

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种天线校准方法。 

根据本发明的天线校准方法包括：发射端对发射天线上的子载波频点进行分组，根据分组确定发射天线的频域校准导频信号；发射端根据频域校准导频信号获得时域完整校准导频信号，并利用时域完整校准导频信号构造时域发射信号发送给接收端；接收端根据接收到的时域发射信号恢复为时域完整校准导频信号；接收端根据恢复的时域完整校准导频信号获得各个分组的频域响应，并根据各 个分组的频域响应获取发射天线的所有子载波的频域响应；接收端根据所有子载波的频域响应确定发射天线的补偿系数。 

优选地，发射端对发射天线上的子载波频点进行分组具体包括：发射端对一个以上发射天线上的子载波频点进行分组。 

优选地，在发射天线为两个以上的情况下，发射端将时域发射信号发送给接收端之后，上述方法进一步包括：接收端将时域发射信号叠加在一个接收校准通路中接收。 

优选地，发射端对发射天线上的子载波频点进行分组的处理包括：确定子载波频点分组的组个数；根据子载波频点的频率大小将每个子载波频点按照从第一组到最后一组的顺序依次分组，如果子载波频点的个数大于组个数，则将剩余的子载波频点重新依次分入第一组到最后一组；确定每一组中的子载波频点的个数。 

优选地，组个数要整除子载波频点的总个数。 

优选地，组个数为4或8。 

优选地，发射端根据分组确定发射天线的频域校准导频信号的处理包括：发射端根据每一组中的子载波频点的个数确定基序列，并根据基序列确定发射天线的频域校准导频信号。 

优选地，在进行多通道同时校准时，上述方法还包括：发射端使用码分复用的方式确定发射天线的频域校准导频信号。 

优选地，码分复用的导频序列为Zadoff_chu基序列。 

优选地，发射端根据频域校准导频信号获得时域完整校准导频信号，并利用时域完整校准导频信号构造时域发射信号发送给接收 端包括：发射端将频域校准导频信号映射在分组后的相应子载波频点上，并将其余没有映射的子载波频点的位置填充零值，得到发射天线的频域信号；发射端将发射天线的频域信号转换为发射天线的时域完整校准导频信号；发射端根据组个数对发射天线的时域完整校准导频信号进行分段，并选择其中任意一段信号作为有效的校准信号；发射端对有效的校准信号进行前后补零的操作，构成发射天线的时域发射信号；发射端将时域发射信号发送到接收端。 

优选地，接收端根据接收到的时域发射信号恢复为时域完整校准导频信号包括：接收端对时域发射信号进行去零操作，得到有效的校准信号；接收端对有效的校准信号进行恢复，得到发射天线的时域完整校准导频信号。 

优选地，接收端根据恢复的时域完整校准导频信号获得各个分组的频域响应包括：接收端将所述发射天线的时域完整校准导频信号转换为所述发射天线的频域信号；接收端根据发射天线的频域信号获得各个分组的频域响应。 

优选地，接收端根据各个分组的频域响应获取所有子载波的频域响应包括：接收端对每一发射天线，直接合并各个子载波频点组对应频点的频域响应，得到所有子载波的频域响应；或者，接收端对每一发射天线，对各组子载波频点的频域响应，利用确定的频域响应对没有频域响应的子载波频点进行插值，并将对应每一子载波频点的多个频域响应进行平均，得到所有子载波的频域响应；或者，接收端对每一发射天线，选择一组子载波频点的频域响应，利用确定的频域响应对没有频域响应的子载波频点进行插值，得到所有子载波的频域响应。 

优选地，在接收端根据各个分组的频域响应获取所有子载波的频域响应之后，上述方法还包括：接收端重复执行获取各个分组的 频域响应和所有子载波的频域响应的操作，得到多个所有子载波的频域响应；接收端对多个所有子载波的频域响应进行平均操作，得到多个所有子载波的频域响应的平均值。 

优选地，接收端根据所有子载波的频域响应确定发射天线的补偿系数包括：接收端根据平均值确定发射天线的补偿系数。 

优选地，接收端根据平均值确定发射天线的补偿系数之后，上述方法还包括：接收端根据补偿系数对发射天线进行相应的补偿。 

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种天线校准系统。 

根据本发明发的天线校准系统包括：发射端和接收端，其中，发射端包括：频域校准导频序列产生单元，用于对一个以上发射天线上的子载波频点进行分组，根据分组确定一个以上发射天线的频域校准导频信号；频域校准导频序列映射单元，用于将频域校准导频信号映射在分组后的相应子载波频点上，得到一个以上发射天线的频域信号；第一转换单元，用于将频域信号转换为一个以上发射天线的时域完整校准导频信号；时域发射信号生成单元，用于将时域完整校准导频信号进行分段，选择其中任意一段信号作为有效的校准信号，并构造一个以上发射天线的时域发射信号；接收端包括：时域校准导频恢复单元，用于将时域发射信号恢复为时域完整校准导频信号；第二转换单元，用于将时域完整校准导频信号转换为频域信号；子载波频率响应估计单元，用于根据频域信号确定各个分组的频域响应；信道频率响应综合单元，用于根据各个分组的频域响应确定一个以上发射天线的所有子载波的频域响应；信道频率响应平滑单元，用于对多次获得的一个以上发射天线的所有子载波的频域响应进行平均操作，得到多个所有子载波的频域响应的平均值； 补偿系数确定单元，用于根据平均值确定一个以上发射天线的补偿系数。 

借助于本发明的技术方案，通过利用子载波分组的方式构造出规律的时域校准导频信号，减少校准导频时域发送时长，解决了相关技术中校准检测导频信号干扰通信系统正常通讯的问题，使得天线校准导频信号的发射可以避开DwPTS和UpPTS的影响，并且在不影响正常通信的情况下提高校准估计精度。 

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。 

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中： 

图1是根据本发明实施例的天线校准方法的流程图； 

图2是根据本发明实施例的发射端对各个发射天线上的子载波频点进行分组的示意图； 

图3是根据本发明实施例的天线校准方法的详细处理的流程图； 

图4是根据本发明实施例的天线校准系统的框图。 

具体实施方式

功能概述 

如上所述，在相关技术中，存在校准检测导频信号干扰通信系统正常通讯的问题，为此，本发明提供了一种天线校准方法和系统，在本发明的技术方案中，对发射天线上的子载波频点进行有规律的分组，每次估计一组子载波的频域响应，然后综合各组的频域响应计算获得各个发射天线的补偿系数，其中，该补偿系数用于对各个发射天线进行相应的补偿。由于对发射天线的子载波频点进行了有规律的分组，发射天线待发射的时域信号也具有一定的规律性，因而在实际发射时只需选择对应其中一部分时段的信号发射，从另一方面说，发射天线在GP发射的时域信号由三部分组成：第一部分填充零值，用于保护实际的校准信号不受DwPTS信号的影响；第二部分是选择的时域校准信号段；第三部分依然填充零值，用于避免与UpPTS信号以及提前上发的随机接入信号相互干扰。 

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。 

在以下的描述中，为了解释的目的，描述了多个特定的细节，以提供对本发明的透彻理解。然而，很显然，在没有这些特定细节的情况下，也可以实现本发明，此外，在不背离所附权利要求阐明的精神和范围的情况下，下述实施例以及实施例中得各个细节可以进行各种组合。 

方法实施例 

根据本发明的实施例，提供了一种天线校准方法，图1是根据本发明实施例的天线校准方法的流程图，如图1所示，包括如下处理(步骤S102-步骤S110)： 

步骤S102，发射端对发射天线上的子载波频点进行有规律的分组，根据分组确定各个发射天线的频域校准导频信号，其中，发射端可以包含一个或多个的发射天线。 

具体地，图2是根据本发明实施例的发射端对各个发射天线上的子载波频点进行有规律分组的示意图，发射端根据图2对各个发射天线上的子载波频点进行有规律的分组，发射端需要首先确定子载波频点分组的组个数，其中，组个数要整除发射天线上的子载波总频点数，优选地，组个数可以为4个组或8个组；随后，发射端根据子载波频点的频率大小将每个子载波频点按照从第一组到最后一组的顺序依次分组，如果子载波频点的个数大于组个数，则将剩余的子载波频点重新依次分入第一组到最后一组，如图2所示，假设子载波频点的总个数为N_ca个，组个数为M个，则将子载波频点f₁分配到第一组，将f₂分配到第二组，将f₃分配到第三组，依次类推，将F_M分配到第M组，从F_M+1开始，重新从第一组开始分配，即，将F_M+1分配到第一组，将F_M+2分配到第二组，将F_M+3分配到第三组，将F_Nca分配到第M组；最后，发射端还需要确定每一组中的子载波频点的个数，每组子载波频点的个数为N_ca除以M个。 

其中，发射端根据分组确定各个发射天线的频域校准导频信号的处理具体为：发射端根据每一子载波频点组中的子载波频点的个数确定基序列(即，基序列的长度与每一组中的子载波频点的个数相等)，并根据基序列确定各个发射天线的频域校准导频信号。 

此外，当发射校准是多通道同时校准时，产生各发射天线频域导频信号的方式优选但不限于码分复用的方式，其中，码分复用的基序列优选为Zadoff_chu基序列。 

在步骤S102之后，对于一个或多个发射天线中的各子载波频点组，从第一组子载波频点开始，对每一组子载波频点执行下述步骤S104-步骤S106。 

步骤S104，发射端根据频域校准导频信号获得时域完整校准导频信号，并利用时域完整校准导频信号构造时域发射信号发送给接收端。 

具体地，步骤S104包括以下处理： 

1、从第一组子载波频点组开始，发射端将各个发射天线的频域校准导频信号映射在分组后子载波频点组中的相应子载波频点上，并将其余没有映射的子载波频点的位置填充零值，得到各个发射天线的频域信号； 

2、发射端对各个发射天线的频域信号进行IFFT变换，得到各个发射天线的时域完整校准导频信号； 

3、发射端根据组个数对各个发射天线的时域完整校准导频信号进行分段(例如，如果组个数为M个组，则将各个发射天线的时域信号分为M段)，并选择其中任意一段信号作为有效的校准信号； 

4、发射端对有效的校准信号进行前后补零的操作，构成各个发射天线的时域发射信号；其中，前后补零可以避免DwPTS干扰和避免与UpPTS及提前上发随机接入信号冲突，补零的长度可以通过改变子载波分组数进行调节； 

5、最后，发射端将时域发射信号发送到接收端。 

步骤S106，接收端在接收校准通路中接收时域发射信号，优选地，在发射天线为两个以上即至少两个的情况下，接收端将时域发射信号叠加在一个接收校准通路中接收，之后，接收端根据接收到的时域发射信号恢复时域完整校准导频信号，并根据恢复的时域完整校准导频信号获得各个分组的频域响应。具体地，发射端将时域发射信号发送到接收端之后，接收端对时域发射信号进行去零操作，得到有效的校准信号；然后根据时域完整校准导频信号的规律性利用有效的校准信号进行恢复，得到各个发射天线的时域完整校准导频信号；最后，接收端将各个发射天线的时域完整校准导频信号转换为各个发射天线的频域信号，并利用相关算法根据各发射天线频域信号估计各发射天线对应子载波的频域响应。 

步骤S108，重复执行步骤S104到步骤S106且在接收到所有子载波频点组的频域响应后，接收端根据各个分组的频域响应获取各个发射天线的所有子载波的频域响应； 

在步骤S108中，综合各子载波组估计的频域响应得到各发射天线所有子载波的频域响应包括但不局限于以下三种综合方式： 

1、对每一发射天线，直接合并各子载波组对应频点的估计频域响应得到其所有子载波的频域响应； 

2、对每一发射天线，对各组子载波估计的频域响应，利用估计的频域响应对没有频域响应的子载波频点进行插值，然后将对应每一子载波的多个频域响应进行平均； 

3、对每一发射天线，选择一组子载波估计的频域响应，利用估计的频域响应对没有频域响应的子载波频点进行插值，得到所有子载波的频域响应。 

在步骤S108之后，还需要对各发射天线子载波频域响应进行估计平滑，具体地，发射端和接收端需要重复执行获得各个分组的频域响应和所有子载波的频域响应的操作，得到多个所有子载波的频域响应；接收端对多个所有子载波的频域响应进行平均操作，得到多个所有子载波的频域响应的平均值。也就是说，重复N次步骤S104到S108，对各发射天线所有子载波可获得N个估计的频域响应，对N个估计值取平均得到平滑后的各发射天线所有子载波频域响应。 

步骤S110，接收端根据所有子载波的频域响应确定各个发射天线的补偿系数，其中，该补偿系数用于对各个发射天线进行相应的补偿。优选地，在对各发射天线子载波频域响应进行估计平滑的情况下，接收端可以根据平均值确定各个发射天线的补偿系数。 

下面结合实例，对本发明的上述技术方案进行详细说明。 

在相关技术中，多天线校准分为接收校准和发射校准。其中，发射校准又分为多天线轮发校准和多天线同时校准两种；接收校准是校准通路发送校准导频信号，由多根天线同时接收；多天线轮发的发射校准是多根发射天线轮流发射校准导频信号，每一时间只有一根天线发射导频校准信号，由接收校准通路接收；而多天线同时校准的发射校准是多根天线同时发送校准导频信号，叠加在一根接收校准通路中接收。对于接收校准中的任一根接收天线和多天线轮发的发射校准中的每一时间的发射天线来讲，相当于多天线同时校准的发射校准中发射天线总数为1，因此接收校准和多天线轮发的发射校准都可以看作是多天线同时校准的发射校准的特例，下面结合图3以多天线同时校准的发射校准为例对技术方案的实施予以详细描述： 

1、发射端产生各发射天线频域校准导频信号 

步骤S301，假设发射天线上的子载波频点总数为N_ca，将N_ca平均分为M组，每组子载波频点数为N_cr，分配方式如图2所示。 

步骤S302，产生长为N_cr的Zadoff_chu基序列，各发射天线频域导频信号可通过对基序列的不同相移α_i得到。假设产生的Zadoff_chu基序列为 

各发射天线频域导频信号r⁽ⁱ⁾(n)则可表示为： 

$r^{\left(i\right)}\left(n\right)=e^{j{\mathrm{\&alpha;}}_{i}n}\stackrel{\&OverBar;}{r}\left(n\right),0\&le;n<N_{\mathrm{cr}}$

其中各通道相移参数 i对应各发射天线的索引号，N_ant控制各发射天线导频序列的相位差，N_ant需大于同时校准的发射天线数且满足N_cr mod N_ant＝0。 

2、发射端和接收端按分组顺序对每一组导频信号执行以下步骤： 

步骤S303、发射端频域导频信号映射； 

将各发射天线频域导频信号r⁽ⁱ⁾(n)根据如图2所示的子载波分配示意图映射在相应子载波上，其余子载波位置填充零值，得到各发射天线频域信号，第i根发射天线第M组频域信号为X_{i_m}(k)。 

步骤S304、发射端时域完整校准导频信号分段； 

对各发射天线频域信号X_{i_m}(k)进行IFFT变换得到其对应的时域完整校准导频信号x_{i_m}(n)。然后根据分组数对时域完整校准导频信 号进行分段，并选择任意一段信号作为发送的有效校准信号。则第i根发射天线上要发送的有效校准信号序列y_{i_m}(n)为： 

y_{i_m}(n)=x_{i_m}(n+(q-1)×N_cr/M)，n＝1，2，…N_cr/M，其中，q表示选择的分段索引号。 

步骤S305、发射端生成时域发射信号并发送； 

对选择时域段的有效校准信号序列y_{i_m}(n)前后补零构成各发射天线时域发射信号s_{i_m}(n)并发送。s_{i_m}(n)可表示为： 

$s_{i\_m}\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}0& n\&le;N_{\mathrm{DW}}\\ y_{i\_m}(n-N_{\mathrm{DW}})& N_{\mathrm{DW}}<n\&le;N_{\mathrm{cr}}/4+N_{\mathrm{DW}}\\ 0& N_{\mathrm{cr}}/4+N_{\mathrm{DW}}<n\&le;N_{\mathrm{GP}}\end{array}\right.$

其中，N_DW表示用于避免DwPTS干扰时段的采样点数，N_GP表示整个GP的采样点数。 

通过改变子载波分组数M可以改变用于避免DwPTS干扰和避免与UpPTS及提前上发随机接入信号冲突时段的长度。 

步骤S306、接收端根据接收信号恢复时域完整校准信号； 

对接收到的时域信号s′_m(n)去零，得到接收到的有效时域段校准信号y′_m(n)： 

y′_m(n)＝s′_m(n+N_DW)n＝1，2，…N_cr/M 

然后根据时域完整校准导频信号的规律性恢复完整的时域校准信号x′_m(n)。以M＝4，q＝1为例，对于第一组导频信号： 

$x_1^{\&prime;}\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}{y}_m^{\&prime;}\left(n\right)& n\&le;N_{\mathrm{cr}}/4\\ y_m^{\&prime;}(n-N_{\mathrm{cr}}/4)& N_{\mathrm{cr}}/4<n\&le;N_{\mathrm{cr}}/2\\ y_m^{\&prime;}(n-N_{\mathrm{cr}}/2)& N_{\mathrm{cr}}/2<n\&le;3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4\\ y_m^{\&prime;}(n-3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4)& 3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4<n\&le;N_{\mathrm{cr}}/4\end{array}\right.$

对于第二组导频信号： 

$x_2^{\&prime;}\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}{y}_m^{\&prime;}\left(n\right)& n\&le;N_{\mathrm{cr}}/4\\ -\mathrm{Im}\left[y_m^{\&prime;}(n-N_{\mathrm{cr}}/4)\right]+\mathrm{jRe}\left[y_m^{\&prime;}(n-N_{\mathrm{cr}}/4)\right]& N_{\mathrm{cr}}/4<n\&le;N_{\mathrm{cr}}/2\\ -\mathrm{Re}\left[y_m^{\&prime;}(n-N_{\mathrm{cr}}/2)\right]-\mathrm{jIm}\left[y_m^{\&prime;}(n-N_{\mathrm{cr}}/2)\right]& N_{\mathrm{cr}}/2<n\&le;3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4\\ \mathrm{Im}\left[y_m^{\&prime;}(n-3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4)\right]-\mathrm{jRe}\left[y_m^{\&prime;}(n-3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4)\right]& 3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4<n\&le;N_{\mathrm{cr}}/4\end{array}\right.$

对于第三组导频信号： 

$x_3^{\&prime;}\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}{y}_m^{\&prime;}\left(n\right)& n\&le;N_{\mathrm{cr}}/4\\ -y_m^{\&prime;}(n-N_{\mathrm{cr}}/4)& N_{\mathrm{cr}}/4<n\&le;N_{\mathrm{cr}}/2\\ y_m^{\&prime;}(n-N_{\mathrm{cr}}/2)& N_{\mathrm{cr}}/2<n\&le;3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4\\ -y_m^{\&prime;}(n-3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4)& 3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4<n\&le;N_{\mathrm{cr}}/4\end{array}\right.$

对于第四组导频信号： 

$x_4^{\&prime;}\left(n\right)=\left\{\begin{array}{cc}{y}_m^{\&prime;}\left(n\right)& n\&le;N_{\mathrm{cr}}/4\\ \mathrm{Im}\left[y_m^{\&prime;}(n-N_{\mathrm{cr}}/4)\right]-\mathrm{jRe}\left[y_m^{\&prime;}(n-N_{\mathrm{cr}}/4)\right]& N_{\mathrm{cr}}/4<n\&le;N_{\mathrm{cr}}/2\\ -\mathrm{Re}\left[y_m^{\&prime;}(n-N_{\mathrm{cr}}/2)\right]-\mathrm{jIm}\left[y_m^{\&prime;}(n-N_{\mathrm{cr}}/2)\right]& N_{\mathrm{cr}}/2<n\&le;3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4\\ -\mathrm{Im}\left[y_m^{\&prime;}(n-3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4)\right]+\mathrm{jRe}\left[y_m^{\&prime;}(n-3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4)\right]& 3\&times;N_{\mathrm{cr}}/4<n\&le;N_{\mathrm{cr}}/4\end{array}\right.$

以上各式中 

步骤S307、接收端估计各发射天线对应子载波的频域响应； 

对恢复的完整时域校准信号x′_m(n)做FFT变换得到X′_m(k)，根据各发射天线频域导频信号利用时域相关算法估计各发射天线对应子载波的频域响应H_{i_m}(k_m)： 

k_m＝m，m+M，m+2×M，…m+(N_cr-1)×M 

优选地，为了进一步提高信道估计的准确性，子载波的频域响应H_{i_m}(k_m)还可以进一步经过时域降噪后处理得到。 

3、获得各发射天线所有子载波的频域响应 

步骤S308，发射端综合由各子载波组估计的频域响应得到各发射天线所有子载波的频域响应H_i(k)。 

对于第一种综合方法，直接合并法： 

H_i(k)＝H_{i_m}(k)，kmodM＝m，k＝1，2，…N_ca

对于第二种综合法，首先对每一组用已有子载波的频域响应H_{i_m}(k_m)进行插值，得到该组所有子载波上的频域响应H_{i_m}(k)，k＝1，2，…N_ca；然后组间平均得到各发射天线所有子载波的频域响应H_i(k)： 

$H_i\left(k\right)=\frac{1}{M}\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{H}_{i\_m}\left(k\right),$ k＝1，2，…N_ca

对于第三种综合法，任意选择一组子载波的频域响应H_{i_m}(k_m)进行插值，得到该组所有子载波上的频域响应H_{i_m}(k)，k＝1，2，…N_ca，然后将其作为各发射天线所有子载波的频域响应H_i(k)。 

4、各发射天线子载波频域响应估计平滑 

步骤S309，对各发射天线所有子载波获得N个估计的频域响应，对N个估计值取平均得到平滑后的各发射天线所有子载波频域响应H_{mean_i}(k)。 

5、计算各发射天线补偿系数 

步骤S310，根据平滑后的频域响应计算各个发射天线的补偿系数。根据补偿系数对各个发射天线进行相应补偿，以使各个发射通道的频域响应一致。求各个发射天线通道的最大功率的平均值， 则每条通道上的补偿系数为： 

$C_i\left(k\right)=\frac{\mathrm{sqrt}\left(P\right)}{H_{\mathrm{mean}\_i}\left(k\right)}$

用相应的补偿系数对发射和接收的数据进行补偿，实现天线发射校准功能。 

系统实施例 

根据本发明的实施例，提供了一种天线校准系统，图4是根据本发明实施例的天线校准系统的框图，如图4所示，根据本发明实施例的天线校准系统包括：发射端40(例如，发送机)和接收端42(例如，接收机)，其中，发射端40包括：频域校准导频序列产生单元401、频域校准导频序列映射单元402、第一转换单元403、时域发射信号生成单元404，接收端42包括：时域完整校准导频恢复单元420、第二转换单元421、子载波频率响应估计单元422、信道频率响应综合单元423、信道频率响应平滑单元424、补偿系数确定单元425。下面结结合图4对上述各个单元进行详细说明。 

发射端40 

频域校准导频序列产生单元401，连接到频域校准导频序列映射单元402，用于对一个以上即至少一个发射天线上的子载波频点进行分组，根据分组确定一个以上发射天线的频域校准导频信号； 

频域校准导频序列映射单元402，连接到第一转换单元403，用于将频域校准导频信号映射在分组后的相应子载波频点上，得到一个以上发射天线的频域信号； 

第一转换单元403(IFFT单元)，连接至时域发射信号生成单元404，用于将频域信号通过IFFT转换为一个以上发射天线的时域完整校准导频信号； 

时域发射信号生成单元404，用于将时域完整校准导频信号进行分段，选择其中任意一段信号作为有效的校准信号，并构造一个以上发射天线的时域发射信号； 

接收端42 

时域完整校准导频恢复单元420，用于将时域发射信号恢复为时域完整校准导频信号； 

第二转换单元421(FFT单元)，用于将时域完整校准导频信号转换为频域校准导频信号； 

子载波频率响应估计单元422，用于根据频域校准导频信号确定各个分组的频域响应； 

信道频率响应综合单元423，用于根据各个分组的频域响应确定一个以上发射天线的所有子载波的频域响应； 

信道频率响应平滑单元424，用于对多次获得的一个以上发射天线的所有子载波的频域响应进行平均操作，得到多个所有子载波的频域响应的平均值； 

补偿系数确定单元425，用于根据平均值确定一个以上发射天线的补偿系数。 

下面，对天线校准系统进行天线校准时的处理流程进行详细说明。 

首先，由频域校准导频序列产生单元401决定发射天线子载波分组数，并产生频域导频序列(频域导频信号)；频域校准导频序列映射单元402根据分组时设置的组索引将导频序列映射在相应子载波上，映射后的频域校准信号，送入IFFT单元403；IFFT单元403将各发射天线上的频域信号进行IFFT变换到时域，时域完整校准导频信号，送入时域发射信号生成单元404；在时域发射信号生成单元404中对每一根发射天线上的时域完整校准导频信号进行分段，任意选择其中一段并在前后填零构造GP时长的时域发射信号，，送入发射机进行发送。 

在发射机中，每一根发射天线上的信号独立发送，在接收机中，接收叠加以后的一个以上发射天线发射的时域发射信号，送入时域完整校准导频恢复单元420；在时域完整校准导频恢复单元420将接收到的信号去零，并利用分组的规律恢复时域完整校准导频，送入FFT单元421；FFT单元421将恢复的时域完整校准导频信号变换为频域信号，送入子载波频率响应估计单元422；在子载波频率响应估计单元422利用相关算法估计一个以上发射天线上对应子载波位置的频域响应，估计的频域响应，送入信道频率响应综合单元423；信道频率响应综合单元423根据缓存中各组估计的频域响应综合出一个以上发射天线上所有子载波位置的频域响应，送入信道频 率响应平滑单元424；信道频率响应平滑单元424在对缓存中多次获得的一个以上发射天线上所有子载波的频域响应进行平滑，得到平滑后的一个以上发射天线上所有子载波的频域响应，送入补偿系数计算单元425；在补偿系数计算单元425中计算一个以上发射天线的补偿系数。 

需要说明的是，在不背离所附权利要求阐明的精神和范围的情况下，可以对上述各个模块进行各种改变以及组合。 

综上所述，借助于本发明的技术方案，通过利用子载波分组的方式构造出规律的时域校准导频信号，减少校准导频时域发送时长，解决了相关技术中校准检测导频信号干扰通信系统正常通讯的问题，使得天线校准导频信号的发射可以避开DwPTS和UpPTS的影响，并且在不影响正常通信的情况下提高校准估计精度。 

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。 

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (17)

1.一种天线校准方法，其特征在于，包括：

发射端对发射天线上的子载波频点进行分组，根据所述分组确定所述发射天线的频域校准导频信号；

发射端根据所述频域校准导频信号获得时域完整校准导频信号，并利用所述时域完整校准导频信号构造时域发射信号发送给接收端；

所述接收端将接收到的所述时域发射信号恢复为所述时域完整校准导频信号；

所述接收端根据所述时域完整校准导频信号获得各个分组的频域响应，并根据所述各个分组的频域响应获取所述发射天线的所有子载波的频域响应；

所述接收端根据所述所有子载波的频域响应确定所述发射天线的补偿系数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发射端对发射天线上的子载波频点进行分组具体包括：

所述发射端对一个以上发射天线上的子载波频点进行分组。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述发射天线为两个以上的情况下，发射端将所述时域发射信号发送给接收端之后，所述方法进一步包括：

所述接收端将所述时域发射信号叠加在一个接收校准通路中接收。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述发射端对所述发射天线上的子载波频点进行分组的处理包括：

确定子载波频点分组的组个数；

根据所述子载波频点的频率大小将每个子载波频点按照从第一组到最后一组的顺序依次分组，如果所述子载波频点的个数大于所述组个数，则将剩余的子载波频点重新依次分入第一组到最后一组；

确定每一组中的所述子载波频点的个数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述组个数要整除所述子载波频点的总个数。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述组个数为4或8。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述发射端根据所述分组确定所述发射天线的频域校准导频信号的处理包括：

所述发射端根据每一组中的所述子载波频点的个数确定基序列，并根据所述基序列确定所述发射天线的频域校准导频信号。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在进行多通道同时发射校准时，所述方法还包括：

所述发射端使用码分复用的方式确定所述发射天线的频域校准导频信号。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述码分复用的导频序列为Zadoff_chu基序列。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述发射端根据所述频域校准导频信号获得时域完整校准导频信号，并利用所述时域完整校准导频信号构造时域发射信号发送给接收端包括：

所述发射端将所述频域校准导频信号映射在分组后的相应子载波频点上，并将其余没有映射的子载波频点的位置填充零值，得到所述发射天线的频域信号；

所述发射端将所述发射天线的频域信号转换为发射天线的时域完整校准导频信号；

所述发射端根据所述组个数对所述发射天线的时域完整校准导频信号进行分段，并选择其中任意一段信号作为有效的校准信号；

所述发射端对所述有效的校准信号进行前后补零的操作，构成所述发射天线的时域发射信号；

所述发射端将所述时域发射信号发送到所述接收端。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述接收端根据接收到的所述时域发射信号恢复为所述时域完整校准导频信号包括：

所述接收端对所述时域发射信号进行去零操作，得到所述有效的校准信号；

所述接收端对所述有效的校准信号进行恢复，得到所述发射天线的时域完整校准导频信号。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述接收端根据恢复的时域完整校准导频信号获得各个分组的频域响应包括：

所述接收端将所述发射天线的时域完整校准导频信号转换为所述发射天线的频域信号；

所述接收端根据所述发射天线的频域信号获得各个分组的频域响应。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述接收端根据所述各个分组的频域响应获取所有子载波的频域响应包括：

所述接收端对每一发射天线，直接合并各个子载波频点组对应频点的频域响应，得到所述所有子载波的频域响应；或者，

所述接收端对每一发射天线，对各组子载波频点的频域响应，利用确定的频域响应对没有频域响应的子载波频点进行插值，并将对应每一子载波频点的多个频域响应进行平均，得到所述所有子载波的频域响应；或者，

所述接收端对每一发射天线，选择一组子载波频点的频域响应，利用确定的频域响应对没有频域响应的子载波频点进行插值，得到所述所有子载波的频域响应。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述接收端根据所述各个分组的频域响应获取所有子载波的频域响应之后，所述方法还包括：

所述接收端重复执行获取所述各个分组的频域响应和所述所有子载波的频域响应的操作，得到多个所有子载波的频域响应；

所述接收端对所述多个所有子载波的频域响应进行平均操作，得到所述多个所有子载波的频域响应的平均值。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述接收端根据所述所有子载波的频域响应确定所述发射天线的补偿系数包括：

所述接收端根据所述平均值确定所述发射天线的补偿系数。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述接收端根据所述平均值确定所述发射天线的补偿系数之后，所述方法还包括：

所述接收端根据所述补偿系数对所述发射天线进行相应的补偿。

17.一种天线校准系统，其特征在于，包括发射端和接收端，其中，所述发射端包括：

频域校准导频序列产生单元，用于对一个以上发射天线上的子载波频点进行分组，根据所述分组确定所述一个以上发射天线的频域校准导频信号；

频域校准导频序列映射单元，用于将所述频域校准导频信号映射在分组后的相应子载波频点上，得到所述一个以上发射天线的频域信号；

第一转换单元，用于将所述频域信号转换为所述一个以上发射天线的时域完整校准导频信号；

时域发射信号生成单元，用于将所述时域完整校准导频信号进行分段，选择其中任意一段信号作为有效的校准信号，并构造所述一个以上发射天线的时域发射信号；

所述接收端包括：

时域校准导频恢复单元，用于将所述时域发射信号恢复为所述时域完整校准导频信号；

第二转换单元，用于将所述时域完整校准导频信号转换为所述频域信号；

子载波频率响应估计单元，用于根据所述频域信号确定各个分组的频域响应；

信道频率响应综合单元，用于根据所述各个分组的频域响应确定所述一个以上发射天线的所有子载波的频域响应；

信道频率响应平滑单元，用于对多次获得的所述一个以上发射天线的所有子载波的频域响应进行平均操作，得到多个所有子载波的频域响应的平均值；

补偿系数确定单元，用于根据平均值确定所述一个以上发射天线的补偿系数。

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