CN102111202A - 一种天线校准的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例提出了一种天线校准的方法，包括以下步骤：获取天线校准的校准周期T_i以及计算每个天线通道的校准序列，校准周期T_i为预定门限值A；通过校准序列，以T_i为周期对天线进行周期性校准，并更新校准误差参数；根据校准误差参数与T_i，更新下次校准的校准周期T_j，通过校准序列，以T_j为周期对天线进行周期性校准，并更新校准误差参数。本发明提出的技术方案，能够通过校准误差参数来实时监控射频通道的差异变化，并通过上报的校准误差参数实时反映出校准的精度。此外，本发明提出的技术方案，能够根据校准误差参数来实时调整校准的周期，及时根据校准精度情况进行合理的天线校准。

Description

一种天线校准的方法及装置

技术领域

本发明涉及移动通信领域，具体而言，本发明涉及一种天线校准的方法及装置。

背景技术

移动和宽带成为现代通信技术的发展方向，如何消除同信道干扰、多址干扰与多径衰落的影响成为人们在提高无线移动通信系统性能时考虑的主要因素。近年来智能天线技术成为移动通信领域中的一个研究热点。

智能天线技术给移动通信系统带来了巨大的优势。例如，在使用智能天线时结合使用其它基带数字信号处理技术，如联合检测、干扰抵消等，在无线基站中使用了智能天线技术后，基站接收到的信号是来自各天线单元和收信机所接收到的信号之和，如果采用最大功率合成算法，在不计多径传播的条件下，则总的接收信号将增加10×lgN dB，其中，N为天线单元的数量。存在多径时，此接收灵敏度的改善将视多径传播条件及上行波束赋形算法而变，其结果也将近10×1gN dB的增益。

目前，智能天线技术已经作为物理层通信技术发展的主要方向之一。智能天线技术不仅可以使用在时分双工TDD系统中，也完全可以使用到频分双工FDD系统中，智能天线的广泛应用正是为我们提供了一个领先的、完善的技术平台，它在一定程度上推动了移动通信技术的发展。

智能天线具体应用在移动通信系统中，例如在采用8单元阵的TD-SCDMA(Time Division-Synchronization Code Division Multiple Access，时分同步码分多址接入)系统中，天线安装过程就要连接8根天线外加一根校准电缆一共9根天线，由于存在多天线，因此在实际网络中存在多天线校准的问题。目前天线校准技术中，对于校准周期采用人工设定的方法，同时也不能实时上报校准后各个射频通道仍然存在幅度和相位的差异。如果在较长的校准周期中出现射频通道的幅度和相位的差异，对于下行波束赋形，特别是广播信道的波束赋形存在严重影响。导致广播波束畸变，无法达到网络规划中的65+/-5度的波束赋形要求。

通常现有的天线校准方法步骤如下：

设定校准周期；基带发射接收校准序列，进行接收校准系数计算C_RX；基带发射发送校准序列，进行发射校准系数计算C_TX；根据校准周期时间，确定是否进行下一次接收校准和发射校准，在此校准周期内使用C_RX和C_TX。

现有的天线校准技术主要存在以下两个缺点：

(1)不能实现反馈校准的精度，导致校准后多个射频通道的之间仍然存在差异情况无法监控。

(2)不能实时的根据校准精度情况，调整校准的周期，在射频通道变化较快时，缩短校准周期，在射频通道相对缓变时，拉长校准周期。

因此，有必要提出一种技术方案，能够通过校准误差参数来实时监控射频通道的差异变化，并通过上报的校准误差参数实时反映出校准的精度；以及能够根据校准误差参数来实时调整校准的周期，在射频通道变化较快时缩短校准周期，在射频通道相对缓变时拉长校准周期。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别通过对校准误差参数进行实时监控，及时了解射频通道的差异变化，根据校准误差参数来实时调整校准的周期，及时根据校准精度情况进行合理的天线校准。

为了达到上述目的，本发明的实施例一方面提出了一种天线校准的方法，包括以下步骤：

获取天线校准的校准周期T_i以及计算每个天线通道的校准序列，所述校准周期T_i为预定门限值A；通过所述校准序列，以所述T_i为周期对天线进行周期性校准，并更新校准误差参数；根据所述校准误差参数与所述T_i，更新下次校准的校准周期T_j，通过所述校准序列，以所述T_j为周期对天线进行周期性校准，并更新校准误差参数。

本发明的实施例另一方面还提出了一种天线校准的装置，包括配置模块、校准模块以及更新模块，

所述配置模块，用于配置天线校准的校准周期T_i所述校准周期T_i为预定门限值A；所述校准模块，用于计算每个天线通道的校准序列，通过所述校准序列，以所述T_i为周期对天线进行周期性校准，以及以更新后的周期对天线进行周期性校准；所述更新模块，用于更新校准误差参数，以及根据所述校准误差参数与所述T_i，更新下次校准的校准周期T_j。

本发明提出的上述方案，能够通过校准误差参数来实时监控射频通道的差异变化，并通过上报的校准误差参数实时反映出校准的精度。此外，本发明提出的上述方案，能够根据校准误差参数来实时调整校准的周期，在射频通道变化较快时缩短校准周期，在射频通道相对缓变时拉长校准周期，及时根据校准精度情况进行合理的天线校准。本发明提出的上述方案，对现有系统的改动很小，不会影响系统的兼容性，而且实现简单、高效。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明实施例天线校准方法的流程图；

图2为本发明实施例天线校准装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

为了实现本发明之目的，本发明公开了一种天线校准的方法，包括以下步骤：获取天线校准的校准周期T_i以及计算每个天线通道的校准序列，所述校准周期T_i为预定门限值A；通过所述校准序列，以所述T_i为周期对天线进行周期性校准，并更新校准误差参数；根据所述校准误差参数与所述T_i，更新下次校准的校准周期T_j，通过所述校准序列，以所述T_j为周期对天线进行周期性校准，并更新校准误差参数。

如图1所示，为本发明实施例天线校准方法的流程图，包括以下步骤：

S101：获取天线校准的校准周期以及计算每个天线通道的校准序列。

在步骤S101中，首先获取天线校准的校准周期T_i以及计算每个天线通道的校准序列，校准周期T_i为预定门限值A，显然门限值A可以人工配置设定。

在本发明中，对天线校准包括发射校准和接收校准两方面，因此，周期性校准包括周期性发射校准和周期性接收校准，相应地，校准周期包括发射校准周期和接收校准周期。

S102：通过校准序列，对天线进行周期性校准，并更新校准误差参数。

在步骤S102中，通过得到的校准序列，以T_i为周期对天线进行周期性校准，并更新校准误差参数。

在本发明中，校准误差参数包括校准系数，校准后通道最大幅度偏差以及校准后通道最大相位偏差，具体而言，又分发射和接收两部分的参数：

校准系数包括发射校准系数C_TX(n)和接收校准系数C_RX(n)，其中，n＝1，2，…，N，N为天线射频通道数；

校准后通道最大幅度偏差包括发射校准后通道最大幅度偏差ε_TXAMPdB和接收校准后通道最大幅度偏差ε_RXAMPdB；

校准后通道最大相位偏差包括发射校准后通道最大相位偏差ε_TXPHZdeg和接收校准后通道最大相位偏差ε_RXPHZdeg。

在步骤S102中与步骤S103中均包括对天线进行周期性校准、更新校准误差参数的过程，步骤S102中与步骤S103中周期性校准、更新校准误差参数的方法是一致的，区别只是输入的参数不同，例如校准误差参数得到更新，或者校准周期得到更新，从而产生不同的结果，为了避免重复叙述，本步骤对天线进行周期性校准、更新校准误差参数的过程参考步骤S103的相应部分。

S103：根据校准误差参数更新校准周期，通过校准序列，对天线进行周期性校准，并更新校准误差参数。

在步骤S103中，根据校准误差参数与上一周期的大小，更新下次校准的校准周期，通过所述校准序列，以更新后的校准周期为周期对天线进行周期性校准，并更新校准误差参数。

具体而言，周期性发射校准包括：

每个天线通道分别发射各自的信号C_TXI(n)·m ⁿ，其中，C_TXI(n)为上一次校准周期得到的校准系数，m ⁿ为校准序列；

计算本次校准周期的发射校准系数C_TX(n)＝C_TXmodify(n)·C_TXI(n)，其中，

hⁿ为天线射频通道n的信道特性；

通过发射校准系数C_TX(n)对天线射频通道n进行发射校准。

具体而言，周期性接收校准包括：

每个天线通道分别接收各自的信号C_RXI(n)·m ⁿ，其中，C_RXI(n)为上一次校准周期得到的校准系数，m ⁿ为校准序列；

计算本次校准周期的接收校准系数C_RX(n)＝C_RXmodify(n)·C_RXI(n)，其中，

hⁿ为天线射频通道n的信道特性；

通过接收校准系数C_RX(n)对天线射频通道n进行接收校准。

在上述实施例中，更新校准误差参数包括：

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{TXAMPdB}}=\max \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right)-\min \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right),$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{TXPHZdeg}}=\max \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right)-\min \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right);$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{RXAMPdB}}=\max \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right)-\min \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right),$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{RXPHZdeg}}=\max \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right)-\min \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right).$

相应地，更新下次发射校准的校准周期包括以下方式：

当ε_{TXAMPdBInitial}＜ε_{TXAMPdB_limit}且ε_{TXPHZdegIniital}＜ε_{TXPHZdeg_limit}时，如果ε_TXAMPdB＜ε_{TXAMPdB_limit}且ε_TXPHZdeg＜ε_{TXPHZdeg_limit}，则发射校准的校准周期Tj_TX＝k*Ti_TX，否则发射校准的校准周期保持不变Tj_TX＝Ti_TX；

当ε_{TXAMPdBInitial}≥ε_{TXAMPdB_limit}或ε_{TXPHZdegIniital}≥ε_{TXPHZdeg_limit}时，如果ε_TXAMPdB＜ε_{TXAMPdB_limit}和ε_TXPHZdeg＜ε_{TXPHZdeg_limit}则发射校准的校准周期保持不变Tj_TX＝Ti_TX，否则发射校准的校准周期Tj_TX＝Ti_TX/k，其中，ε_{TXAMPdBInitial}、ε_{TXPHZdegIniital}为更新前校准参数，ε_TXAMPdB、ε_TXPHZdeg为更新后校准参数，ε_{TXAMPdB_limit}、ε_{TXPHZdeg_limit}为允许的校准参数最大门限值，k＞＝1，Ti_TX为上次发射校准的校准周期。

相应地，更新下次接收校准的校准周期包括以下方式：

当ε_{RXAMPdBInitial}＜ε_{RXAMPdB_limit}且ε_{RXPHZdegIniital}＜ε_{RXPHZdeg_limit}时，如果ε_RXAMPdB＜ε_{RXAMPdB_limit}且ε_RXPHZdeg＜ε_{RXPHZdeg_limit}，则接收校准的校准周期Tj_RX＝k*Ti_RX，否则接收校准的校准周期保持不变Tj_RX＝Ti_RX；

当ε_{RXAMPdBInitial}≥ε_{RXAMPdB_limit}或ε_{RXPHZdegIniital}≥ε_{RXPHZdeg_limit}时，如果ε_RXAMPdB＜ε_{RXAMPdB_limit}和ε_RXPHZdeg＜ε_{RXPHZdeg_limit}则接收校准的校准周期保持不变Tj_RX＝Ti_RX，否则接收校准的校准周期Tj_RX＝Ti_RX/k，其中，ε_{RXAMPdBInitial}、ε_{RXPHZdegIniital}为更新前校准参数，ε_RXAMPdB、ε_RXPHZdeg为更新后校准参数，ε_{RXAMPdB_limit}、ε_{RXPHZdeg_limit}为允许的校准参数最大门限值，k＞＝1，Ti_RX为上次接收校准的校准周期。

如图2所示，为本发明实施例天线校准装置100的结构示意图，包括配置模块110、校准模块120以及更新模块130。

其中，配置模块110用于配置天线校准的校准周期T_i校准周期T_i为预定门限值A。

校准模块120用于计算每个天线通道的校准序列，通过校准序列，以T_i为周期对天线进行周期性校准，以及以更新后的周期对天线进行周期性校准。

具体而言，校准模块120周期性校准包括周期性发射校准和周期性接收校准，校准周期包括发射校准周期和接收校准周期。

具体而言，校准模块120周期性发射校准包括：

每个天线通道分别发射各自的信号C_TXI(n)·m ⁿ，其中，C_TXI(n)为上一次校准周期得到的校准系数，m ⁿ为校准序列；

校准模块120计算本次校准周期的发射校准系数C_TX(n)＝C_TXmodify(n)·C_TXI(n)，其中，

hⁿ为天线射频通道n的信道特性；

校准模块120通过发射校准系数C_TX(n)对天线射频通道n进行发射校准；

校准模块120周期性接收校准包括：

每个天线通道分别接收各自的信号C_RXI(n)·m ⁿ，其中，C_RXI(n)为上一次校准周期得到的校准系数，m ⁿ为校准序列；

校准模块120计算本次校准周期的接收校准系数C_RX(n)＝C_RXmodify(n)·C_RXI(n)，其中，

hⁿ为天线射频通道n的信道特性；

校准模块120通过接收校准系数C_RX(n)对天线射频通道n进行接收校准。

更新模块130用于更新校准误差参数，以及根据校准误差参数与T_i，更新下次校准的校准周期T_j。

具体而言，更新模块130更新的校准误差参数包括校准系数，校准后通道最大幅度偏差以及校准后通道最大相位偏差：

校准系数包括发射校准系数C_TX(n)和接收校准系数C_RX(n)，n＝1，2，…，N，N为天线射频通道数；

校准后通道最大幅度偏差包括发射校准后通道最大幅度偏差ε_TXAMPdB和接收校准后通道最大幅度偏差ε_RXAMPdB；

校准后通道最大相位偏差包括发射校准后通道最大相位偏差ε_TXPHZdeg和接收校准后通道最大相位偏差ε_RXPHZdeg。

具体而言，更新模块130更新校准误差参数包括：

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{TXAMPdB}}=\max \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right)-\min \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right),$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{TXPHZdeg}}=\max \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right)-\min \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right);$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{RXAMPdB}}=\max \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right)-\min \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right),$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{RXPHZdeg}}=\max \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right)-\min \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right).$

具体而言，更新模块130更新下次校准的校准周期包括：

更新下次发射校准的校准周期：

当ε_{TXAMPdBInitial}＜ε_{TXAMPdB_limit}且ε_{TXPHZdegIniital}＜ε_{TXPHZdeg_limit}时，如果ε_TXAMPdB＜ε_{TXAMPdB_limit}且ε_TXPHZdeg＜ε_{TXPHZdeg_limit}，则发射校准的校准周期Tj_TX＝k*Ti_TX，否则发射校准的校准周期保持不变Tj_TX＝Ti_TX；

当ε_{TXAMPdBInitial}≥ε_{TXAMPdB_limit}或ε_{TXPHZdegIniital}≥ε_{TXPHZdeg_limit}时，如果ε_TXAMPdB＜ε_{TXAMPdB_limit}和ε_TXPHZdeg＜ε_{TXPHZdeg_limit}则发射校准的校准周期保持不变Tj_TX＝Ti_TX，否则发射校准的校准周期Tj_TX＝Ti_TX/k，其中，ε_{TXAMPdBInitial}、ε_{TXPHZdegIniital}为更新前校准参数，ε_TXAMPdB、ε_TXPHZdeg为更新后校准参数，ε_{TXAMPdB_limit}、ε_{TXPHZdeg_limit}为允许的校准参数最大门限值，k＞＝1，Ti_TX为上次发射校准的校准周期；

更新下次接收校准的校准周期：

当ε_{RXAMPdBInitial}＜ε_{RXAMPdB_limit}且ε_{RXPHZdegIniital}＜ε_{RXPHZdeg_limit}时，如果ε_RXAMPdB＜ε_{RXAMPdB_limit}且ε_RXPHZdeg＜ε_{RXPHZdeg_limit}，则接收校准的校准周期Tj_RX＝k*Ti_RX，否则接收校准的校准周期保持不变Tj_RX＝Ti_RX；

当ε_{RXAMPdBInitial}≥ε_{RXAMPdB_limit}或ε_{RXPHZdegIniital}≥ε_{RXPHZdeg_limit}时，如果ε_RXAMPdB＜ε_{RXAMPdB_limit}和ε_RXPHZdeg＜ε_{RXPHZdeg_limit}则接收校准的校准周期保持不变Tj_RX＝Ti_RX，否则接收校准的校准周期Tj_RX＝Ti_RX/k，其中，ε_{RXAMPdBInitial}、ε_{RXPHZdegIniital}为更新前校准参数，ε_RXAMPdB、ε_RXPHZdeg为更新后校准参数，ε_{RXAMPdB_limit}、ε_{RXPHZdeg_limit}为允许的校准参数最大门限值，k＞＝1，Ti_RX为上次接收校准的校准周期。

为了进一步阐述本发明，下面结合更具体的参数，分别对发射校准和接收校准的完整流程进行举例说明。需要注意的是，下述实施例中的步骤顺序不是对本发明的限定，某些步骤的执行顺序也可以颠倒，只要能实现本发明之目的即可。

第一步：设定一个初始的校准周期，例如，发射校准和接收校准的校准周期取值为T_TX＝5s，T_RX＝5s。显然初始的校准周期可以人工配置设定。

第二步：计算每个通道的校准序列

(1)假设每个射频通道所需要的信道估计的窗长为W，天线射频通道数为N，因此二进制基序列的P＝W*N，其表示为：

m_basic＝(m₁，m₂，…，m_P)，where P＝W*N。

对二进制基序列m_basic进行相位均衡得到新的复基序列m _basic，其表示为：

m _basic＝(m ₁，m ₂，…，m _P)，where P＝W*N，

其中：m _i＝(j)^i-1·m_i，where i＝1，…，P。

(2)将复基序列m _basic进行周期性扩展，形成周期性扩展序列

其表示为：

${\underset{=}{m}}_{\mathrm{periodic}}=({\underset{=}{m}}_1,{\underset{=}{m}}_2,...,{\underset{=}{m}}_{I\max })$

$=({\left[{\underset{\‾}{m}}_{\mathrm{basic}}((I+1)P-I\max +1:P)\right]}_1,...,{\left[{\underset{\‾}{m}}_{\mathrm{basic}}(1:P)\right]}_{I+1});$

其中：Lm＝P+W-1，Imax＝Lm+(N-1)W，

(3)计算每个通道的校准序列

${\underset{\‾}{m}}^n=({\underset{\‾}{m}}_1^n,{\underset{\‾}{m}}_2^n,...,{\underset{\‾}{m}}_{\mathrm{Lm}}^n)$

$={\underset{=}{m}}_{\mathrm{periodic}}(I\max -(n-1)W-\mathrm{Lm}+1:I\max -(n-1)W)$

$\begin{array}{c}={\underset{=}{m}}_{\mathrm{periodic}}((N-n)W+1:\mathrm{Lm}+(N-n)W)\\ =({\underset{=}{m}}_{(N-n)W+1},{\underset{=}{m}}_{(N-n)W+2},...,{\underset{=}{m}}_{\mathrm{Lm}+(N-n)W})\end{array};$

其中：Lm＝P+W-1，n＝1，2，…，N。

第三步：进行周期性发射校准

(a)初始化变量

设定通道允许的最大幅度偏差ε_{TXAMPdB_limit}，通道最大相位偏差ε_{TXPHZdeg_limit}，可根据性能要求设定。例如ε_{TXAMPdB_limit}＝0.3，ε_{TXPHZdeg_limit}＝3。

在进行周期性发射校准之前，需定义3个存储变量：上一次周期性发射校准系数C_TXInitial，上一次周期性发射校准后通道最大幅度偏差ε_{TXAMPdBInitial}，上一次周期性发射校准后通道最大相位偏差ε_{TXPHZdegInitial}。

对其变量进行初始化：C_TXInitial＝[1，…，1]_1×N，ε_{TXAMPdBInitial}＝0，ε_{TXPHZdegInitial}＝0。

(b)计算当前周期性发射校准参数C_TXmodify、C_TX、ε_TXAMPdB、ε_TXPHZdeg

根据初始校准周期T_TX的要求，进行第一次发射校准，每个通道分别发射各自的C_TXInitial(n)·m ⁿ序列，在校准通道叠加后形成的信号为：

e _m＝(e ₁，e ₂，…，e _Lm)；

去掉循环移位的部分，得到长度为P的e_m，其表达式为：

e_m＝(e₁，e₂，…，e_P)＝(e _w-1，e _w，…e _w+P-2)；

进行射频通道估计：

h＝(h ₁，h ₂，…h _P)＝ifft(fft(e_m)./fft(m _basic))；

根据每个通道窗长，得到每个通道的信道特性

hⁿ＝(h₁，h₂，…，h_W)＝(h _(n-1)W+1，h _(n-1)W+2，…h _(n-1)W+W)。

令 $h_{\max }^n=\max \left(h^n\right);$

以N个通道信号功率最差的那个通道为参考，计算出当前周期性发射校准修正系数

$C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}\left(n\right)=\frac{\min (h_{\max }^1,...,h_{\max }^N)}{h_{\max }^n};$

则当前周期性发射校准系数C_TX＝C_TXmodify·C_TXInitial。

当前周期性校准后通道的最大幅度偏差ε_TXAMPdB和最大相位偏差ε_TXPHZdeg设定如下：

如果是第1次周期校准，ε_TXAMPdB＝ε_{TXAMPdBInitial}，ε_TXPHZdeg＝ε_{TXPHZdegInitial}。

否则

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{TXAMPdB}}=\max \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right)-\min \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right)$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{TXPHZdeg}}=\max \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right)-\min \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right)$

(c)调整校准周期

设定校准周期调整倍数k，

当ε_{RXAMPdBInitial}＜ε_{RXAMPdB_limit}且ε_{RXPHZdegIniital}＜ε_{RXPHZdeg_limit}时，如果ε_RXAMPdB＜ε_{RXAMPdB_limit}且ε_RXPHZdeg＜ε_{RXPHZdeg_limit}，则接收校准的校准周期T_TX＝k*T_TX，否则接收校准的校准周期保持不变T_TX＝T_TX；

当ε_{RXAMPdBInitial}≥ε_{RXAMPdB_limit}或ε_{RXPHZdegIniital}≥ε_{RXPHZdeg_limit}时，如果ε_RXAMPdB＜ε_{RXAMPdB_limit}和ε_RXPHZdeg＜ε_{RXPHZdeg_limit}则接收校准的校准周期保持不变T_TX＝T_TX，否则接收校准的校准周期T_TX＝T_TX/k。此外，当T_TX＜5s，即小于预定周期时，可以令T_TX＝5s。

(d)更新数据，存储数据

C_TXInitial＝C_TX，ε_{TXAMPdBInitial}＝ε_TXAMPdB，ε_{TXPHZdegInitial}＝ε_TXPHZdeg；并上报偏差ε_{TXAMPdBInitial}和ε_{TXPHZdegInitial}。

(e)根据新的校准周期T_TX，进行下个周期校准，返回执行(b)过程。

第四步：进行周期性接收校准

(a)初始化变量

设定通道允许的最大幅度偏差ε_{RXAMPdB_limit}，通道最大相位偏差ε_{RXPHZdeg_limit}，可根据性能要求设定。例如ε_{RXAMPdB_limit}＝0.3，ε_{RXPHZdeg_limit}＝3。

在进行周期性接收校准之前，需定义3个存储变量：上一次周期性接收校准系数C_RXInitial，上一次周期性接收校准后通道最大幅度偏差ε_{RXAMPdBInitial}，上一次周期性接收校准后通道最大相位偏差ε_{RXPHZdegInitial}。对其变量进行初始化：C_RXInitial＝[1，…，1]_1×N，ε_{RXAMPdBInitial}＝0，ε_{RXPHZdegInitial}＝0。

(b)计算当前周期性发射校准参数C_RXmodify、C_RX、ε_RXAMPdB、ε_RXPHZdeg

根据初始校准周期T_RX的要求，进行第一次接收校准，校准通道分别发射的C_RXInitial(n)·m ¹序列，在各自的RX通道接收的信号为：

e _m ⁿ＝(e ₁ ⁿ，e ₂ ⁿ，…，e _Lm ⁿ)；

去掉循环移位的部分，得到长度为P的e_m，其表达式为：

e_m ⁿ＝(e₁ ⁿ，e₂ ⁿ，…，e_P ⁿ)＝(e _{w_1} ⁿ，e _w ⁿ，…e _w+P-2 ⁿ)；

进行射频通道估计：

h ⁿ＝(h ₁ ⁿ，h ₂ ⁿ，…h _P ⁿ)＝ifft(fft(e_m ⁿ)./fft(m _basic))；

根据每个通道窗长，得到每个通道的信道特性

hⁿ＝(h₁，h₂，…，h_W)＝(h _(n-1)W+1，h _(n-1)W+2，…h _(n-1)W+W)。

令 $h_{\max }^n=\max \left(h^n\right),$

以N个通道信号功率最差的那个通道为参考，计算出当前周期性接收校准修正系数

$C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}\left(n\right)=\frac{\min (h_{\max }^1,...,h_{\max }^N)}{h_{\max }^n}.$

则当前周期性接收校准系数C_RX＝C_RXmodify·C_RXInitial。

当前周期性校准后通道的最大幅度偏差ε_RXAMPdB和最大相位偏差ε_RXPHZdeg设定，

如果是第1次周期校准，ε_RXAMPdB＝ε_{RXAMPdBInitial}，ε_RXPHZdeg＝ε_{RXPHZdegInitial}；

否则

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{RXAMPdB}}=\max \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right)-\min \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right)$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{RXPHZdeg}}=\max \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right)-\min \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right)$

(c)调整校准周期

设定校准周期调整倍数k，

当ε_{RXAMPdBInitial}＜ε_{RXAMPdB_limit}且ε_{RXPHZdegIniital}＜ε_{RXPHZdeg_limit}时，如果ε_RXAMPdB＜ε_{RXAMPdB_limit}且ε_RXPHZdeg＜ε_{RXPHZdeg_limit}，则接收校准的校准周期为原来的k倍，即T_RX＝k*T_RX，否则接收校准的校准周期保持不变T_RX＝T_RX；

当ε_{RXAMPdBInitial}≥ε_{RXAMPdB_limit}或ε_{RXPHZdegIniital}≥ε_{RXPHZdeg_limit}时，如果ε_RXAMPdB＜ε_{RXAMPdB_limit}和ε_RXPHZdeg＜ε_{RXPHZdeg_limit}则接收校准的校准周期保持不变T_RX＝T_RX，否则接收校准的校准周期的1/k，即T_RX＝T_RX/k。此外，当T_RX＜5s，即小于预定周期时，令T_RX＝5s。

(d)更新数据，存储数据

C_RXInitial＝C_RX，ε_{RXAMPdBInitial}＝ε_RXAMPdB，ε_{RXPHZdegInitial}＝ε_RXPHZdeg；并上报偏差ε_{RXAMPdBInitial}和ε_{RXPHZdegInitial}。

(e)根据新的校准周期T_RX，进行下个周期校准，返回执行(b)过程。

本发明提出的上述方案，能够通过校准误差参数来实时监控射频通道的差异变化，并通过上报的校准误差参数实时反映出校准的精度。此外，本发明提出的上述方案，能够根据校准误差参数来实时调整校准的周期，在射频通道变化较快时缩短校准周期，在射频通道相对缓变时拉长校准周期，及时根据校准精度情况进行合理的天线校准。本发明提出的上述方案，对现有系统的改动很小，不会影响系统的兼容性，而且实现简单、高效。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种天线校准的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取天线校准的校准周期T_i以及计算每个天线通道的校准序列，所述校准周期T_i为预定门限值A；

通过所述校准序列，以所述T_i为周期对天线进行周期性校准，并更新校准误差参数；

根据所述校准误差参数与所述T_i，更新下次校准的校准周期T_j，通过所述校准序列，以所述T_j为周期对天线进行周期性校准，并更新校准误差参数。

2.如权利要求1所述的天线校准的方法，其特征在于，所述周期性校准包括周期性发射校准和周期性接收校准，所述校准周期包括发射校准周期和接收校准周期。

3.如权利要求2所述的天线校准的方法，其特征在于，所述校准误差参数包括校准系数，校准后通道最大幅度偏差以及校准后通道最大相位偏差：

所述校准系数包括发射校准系数C_TX(n)和接收校准系数C_RX(n)，n＝1，2，…，N，N为天线射频通道数；

所述校准后通道最大幅度偏差包括发射校准后通道最大幅度偏差ε_TXAMPdB和接收校准后通道最大幅度偏差ε_RXAMPdB；

所述校准后通道最大相位偏差包括发射校准后通道最大相位偏差ε_TXPHZdeg和接收校准后通道最大相位偏差ε_RXPHZdeg。

4.如权利要求3所述的天线校准的方法，其特征在于，

所述周期性发射校准包括：

每个天线通道分别发射各自的信号C_TXI(n)·m ⁿ，其中，C_TXI(n)为上一次校准周期得到的校准系数，m ⁿ为校准序列；

计算本次校准周期的发射校准系数C_TX(n)＝C_TXmodify(n)·C_TXI(n)，其中，

hⁿ为天线射频通道n的信道特性；

通过发射校准系数C_TX(n)对天线射频通道n进行发射校准；

所述周期性接收校准包括：

每个天线通道分别接收各自的信号C_RXI(n)·m ⁿ，其中，C_RXI(n)为上一次校准周期得到的校准系数，m ⁿ为校准序列；

计算本次校准周期的接收校准系数C_RX(n)＝C_RXmodify(n)·C_RXI(n)，其中，

hⁿ为天线射频通道n的信道特性；

通过接收校准系数C_RX(n)对天线射频通道n进行接收校准。

5.如权利要求4所述的天线校准的方法，其特征在于，所述更新校准误差参数包括：

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{TXAMPdB}}=\max \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right)-\min \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right),$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{TXPHZdeg}}=\max \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right)-\min \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right);$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{RXAMPdB}}=\max \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right)-\min \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right),$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{RXPHZdeg}}=\max \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right)-\min \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right).$

6.如权利要求4所述的天线校准的方法，其特征在于，所述更新下次校准的校准周期包括：

更新下次发射校准的校准周期：

当ε_{TXAMPdBInitial}＜ε_{TXAMPdB_limit}且ε_{TXPHZdegIniital}＜ε_{TXPHZdeg_limit}时，如果ε_TXAMPdB＜ε_{TXAMPdB_limit}且ε_TXPHZdeg＜ε_{TXPHZdeg_limit}，则发射校准的校准周期Tj_TX＝k*Ti_TX，否则发射校准的校准周期保持不变Tj_TX＝Ti_TX；

当ε_{TXAMPdBInitial}≥ε_{TXAMPdB_limit}或ε_{TXPHZdegIniital}≥ε_{TXPHZdeg_limit}时，如果ε_TXAMPdB＜ε_{TXAMPdB_limit}和ε_TXPHZdeg＜ε_{TXPHZdeg_limit}则发射校准的校准周期保持不变Tj_TX＝Ti_TX，否则发射校准的校准周期Tj_TX＝Ti_TX/k，其中，ε_{TXAMPdBInitial}、ε_{TXPHZdegIniital}为更新前校准参数，ε_TXAMPdB、ε_TXPHZdeg为更新后校准参数，ε_{TXAMPdB_limit}、ε_{TXPHZdeg_limit}为允许的校准参数最大门限值，k＞＝1，Ti_TX为上次发射校准的校准周期；

更新下次接收校准的校准周期：

当ε_{RXAMPdBInitial}＜ε_{RXAMPdB_limit}且ε_{RXPHZdegIniital}＜ε_{RXPHZdeg_limit}时，如果ε_RXAMPdB＜ε_{RXAMPdB_limit}且ε_RXPHZdeg＜ε_{RXPHZdeg_limit}，则接收校准的校准周期Tj_RX＝k*Ti_RX，否则接收校准的校准周期保持不变Tj_RX＝Ti_RX；

当ε_{RXAMPdBInitial}≥ε_{RXAMPdB_limit}或ε_{RXPHZdegIniital}≥ε_{RXPHZdeg_limit}时，如果ε_RXAMPdB＜ε_{RXAMPdB_limit}和ε_RXPHZdeg＜ε_{RXPHZdeg_limit}则接收校准的校准周期保持不变Yj_RX＝Ti_RX，否则接收校准的校准周期Tj_RX＝Ti_RX/k，其中，ε_{RXAMPdBInitial}、ε_{RXPHZdegIniital}为更新前校准参数，ε_RXAMPdB、ε_RXPHZdeg为更新后校准参数，ε_{RXAMPdB_limit}、ε_{RXPHZdeg_limit}为允许的校准参数最大门限值，k＞＝1，Ti_RX为上次接收校准的校准周期。

7.一种天线校准的装置，其特征在于，包括配置模块、校准模块以及更新模块，

所述配置模块，用于配置天线校准的校准周期T_i所述校准周期T_i为预定门限值A；

所述校准模块，用于计算每个天线通道的校准序列，通过所述校准序列，以所述T_i为周期对天线进行周期性校准，以及以更新后的周期对天线进行周期性校准；

所述更新模块，用于更新校准误差参数，以及根据所述校准误差参数与所述T_i，更新下次校准的校准周期T_j。

8.如权利要求7所述的天线校准的装置，其特征在于，所述校准模块周期性校准包括周期性发射校准和周期性接收校准，所述校准周期包括发射校准周期和接收校准周期。

9.如权利要求8所述的天线校准的装置，其特征在于，所述更新模块更新的所述校准误差参数包括校准系数，校准后通道最大幅度偏差以及校准后通道最大相位偏差：

所述校准系数包括发射校准系数C_TX(n)和接收校准系数C_RX(n)，n＝1，2，…，N，N为天线射频通道数；

所述校准后通道最大幅度偏差包括发射校准后通道最大幅度偏差ε_TXAMPdB和接收校准后通道最大幅度偏差ε_RXAMPdB；

所述校准后通道最大相位偏差包括发射校准后通道最大相位偏差ε_TXPHZdeg和接收校准后通道最大相位偏差ε_RXPHZdeg。

10.如权利要求9所述的天线校准的装置，其特征在于，

所述校准模块周期性发射校准包括：

每个天线通道分别发射各自的信号C_TXI(n)·m ⁿ，其中，C_TXI(n)为上一次校准周期得到的校准系数，m ⁿ为校准序列；

所述校准模块计算本次校准周期的发射校准系数C_TX(n)＝C_TXmodify(n)·C_TXI(n)，其中，

hⁿ为天线射频通道n的信道特性；

所述校准模块通过发射校准系数C_TX(n)对天线射频通道n进行发射校准；

所述校准模块周期性接收校准包括：

每个天线通道分别接收各自的信号C_RXI(n)·m ⁿ，其中，C_RXI(n)为上一次校准周期得到的校准系数，m ⁿ为校准序列；

所述校准模块计算本次校准周期的接收校准系数C_RX(n)＝C_RXmodify(n)·C_RXI(n)，其中，

hⁿ为天线射频通道n的信道特性；

所述校准模块通过接收校准系数C_RX(n)对天线射频通道n进行接收校准。

11.如权利要求10所述的天线校准的装置，其特征在于，所述更新模块更新校准误差参数包括：

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{TXAMPdB}}=\max \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right)-\min \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right),$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{TXPHZdeg}}=\max \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right)-\min \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{TX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right);$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{RXAMPdB}}=\max \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right)-\min \left(20\lg \left(\right|\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\left|\right)\right),$

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{RXPHZdeg}}=\max \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right)-\min \left(\arg \left(\frac{1}{C_{\mathrm{RX}\mathrm{mod}\mathrm{ify}}}\right)\right).$

12.如权利要求11所述的天线校准的装置，其特征在于，所述更新模块更新下次校准的校准周期包括：

更新下次发射校准的校准周期：

当ε_{TXAMPdBInitial}＜ε_{TXAMPdB_limit}且ε_{TXPHZdegIniital}＜ε_{TXPHZdeg_limit}时，如果ε_TXAMPdB＜ε_{TXAMPdB_limit}且ε_TXPHZdeg＜ε_{TXPHZdeg_limit}，则发射校准的校准周期Tj_TX＝k*Ti_TX，否则发射校准的校准周期保持不变Tj_TX＝Ti_TX；

当ε_{TXAMPdBInitial}≥ε_{TXAMPdB_limit}或ε_{TXPHZdegIniital}≥ε_{TXPHZdeg_limit}时，如果ε_TXAMPdB＜ε_{TXAMPdB_limit}和ε_TXPHZdeg＜ε_{TXPHZdeg_limit}则发射校准的校准周期保持不变Tj_TX＝Ti_TX，否则发射校准的校准周期Tj_TX＝Ti_TX/k，其中，ε_{TXAMPdBInitial}、ε_{TXPHZdegIniital}为更新前校准参数，ε_TXAMPdB、ε_TXPHZdeg为更新后校准参数，ε_{TXAMPdB_limit}、ε_{TXPHZdeg_limit}为允许的校准参数最大门限值，k＞＝1，Ti_TX为上次发射校准的校准周期；

更新下次接收校准的校准周期：

当ε_{RXAMPdBInitial}＜ε_{RXAMPdB_limit}且ε_{RXPHZdegIniital}＜ε_{RXPHZdeg_limit}时，如果ε_RXAMPdB＜ε_{RXAMPdB_limit}且ε_RXPHZdeg＜ε_{RXPHZdeg_limit}，则接收校准的校准周期Tj_RX＝k*Ti_RX，否则接收校准的校准周期保持不变Tj_RX＝Ti_RX；

当ε_{RXAMPdBInitial}≥ε_{RXAMPdB_limit}或ε_{RXPHZdegIniital}≥ε_{RXPHZdeg_limit}时，如果ε_RXAMPdB＜ε_{RXAMPdB_limit}和ε_RXPHZdeg＜ε_{RXPHZdeg_limit}则接收校准的校准周期保持不变Tj_RX＝Ti_RX，否则接收校准的校准周期Tj_RX＝Ti_RX/k，其中，ε_{RXAMPdBInitial}、ε_{RXPHZdegIniital}为更新前校准参数，ε_RXAMPdB、ε_RXPHZdeg为更新后校准参数，ε_{RXAMPdB_limit}、ε_{RXPHZdeg_limit}为允许的校准参数最大门限值，k＞＝1，Ti_RX为上次接收校准的校准周期。

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