CN102149123A - 一种CoMP系统中基站间天线校准方案和校准装置及基站 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CoMP系统中基站间天线校准的方案、实现上述校准方案的装置以及包含上述校准装置的基站，包括：簇内M个基站，各选定一根校准参考天线，并选定一个信号较好的UE的一根天线；基站检测1×M的上行信道，并通过参考天线发送参考信号；UE检测并反馈M×1的下行信道，得到每个参考天线的上下行校准比例系数；基站内部做自校准并与所得比例系数相乘完成基站间校准工作。采用本发明方案，较好地实现了基站间的校准，保证了TDD系统中的上下行互易性。

Description

一种CoMP系统中基站间天线校准方案和校准装置及基站
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及CoMP系统中基站间天线校准的方案、实现上述方案的校准装置以及包含上述校准装置的基站。
背景技术
LTE-Advanced系统将采用正交频分多址(OFDMA)的接入方式，小区内用户的信息承载在相互正交的不同子载波上，从而避免了用户间的多址干扰。但是OFDMA接入方式本身不具备抑制小区间干扰的能力，因此影响LTE-Advanced系统性能的干扰主要来自相邻小区，即小区间的干扰。与此同时，为了获得更高频谱利用率，宽带移动通信系统在网络部署时将尽可能采取同频组网的方式或频率复用因子接近1的组网方式。在同频组网的传统蜂窝系统中，小区边缘的用户将受到相邻小区信号的干扰，这些干扰严重限制了边缘用户的服务质量和吞吐量。
协作式无线电系统指多个基站(或者多个拉远的射频节点)通过协作共同接收用户信号并合并接收的信号(上行链路：用户往基站发射信号，基站接收信号)或者通过协作将用户信号经过不同加权后共同发射加权后的用户信号(下行链路：基站往用户发射信号，用户接收信号)，从而提高小区边缘用户的服务质量和吞吐量，提高系统的频谱利用率。通常称这些共同服务用户的基站集合为协作簇。
在协作式无线电系统中，基站需要知道准确的下行信道信息。对于TDD系统，由于收发共用一个传播信道，因此如果时隙间隔小于信道的相关时延，那么可认为上行传播信道等于下行传播信道，即上行信道和下行信道具有互易性。正是利用信道的互易性的优势，在TDD系统中，基站可通过检测出的上行信道得到下行信道。
然而，在物理实现上，每根天线的射频端需要两套电路来分别完成信号的发送和接收。由于硬件方面的工艺误差，加上放大器的非线性失真，很难实现射频端的两套电路具有完全一样的特性。另外，每个射频电路的特征响应也随着环境(如温度，湿度等)和时间的变化而变化。这样，从对信号的影响上看，每个硬件电路实际上等效于对信号乘以了一个时变的系数，而这些系数常常不相等。这导致了信道的互易性受损，特别的，如果天线间的这一误差较大时，将会带来严重的影响。如图1所示反映了等效信道的上下行不一样的特点。
对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，现有技术存在以下缺点：
方案1、自校准方案，如图2所示为自校准方案示意图，在TDD模式下，通过自校准可以保证信道的互易性。以基站端为例，具体方式如下：首先确定一根天线作为基准天线。然后，基准天线发送测试信号。其他天线检测来自基准天线的信号，并基于这一检测结果基站就可以得到合适的接收校准参数。基准天线接收其他天线发送的信号，类似的得到其他天线的发送校准参数。这样，最终基站内部的天线都以基准天线为参考，通过附加相应的校准参数弥补了硬件设施的不匹配实现了。同样，如果UE端也做自校准，则在LTE系统中，基站到UE的信道的互易性得到保证。校准后有上/下行信道关系HDL＝c*HUL。需要说明的是系数c与基站和用户有关，即对不同基站或不同的UE相应的系数不一样。由于c是相对于参考天线的值，不是绝对值。BS到UE的信道的互易性得到保证，然而在CoMP系统中，不同BS到UE的信道的校准系数不一样。每个BS根据自身的参考天线校准，而基站间却缺少参考点，这不可避免的导致基站间出现对下行信道的校准误差。
方案2、空中接口校准方案，利用UE反馈得到下行信道。BS发送参考信号，UE将接收到的信号完全或部分反馈给BS，基站比较上行的参考信号计算出校准系数。该方案需要BS和UE间空口的交互。该方案的不足之处在于用户需要上传完全的接收信息才能恢复出准确的下行信道。该方案反馈量较大，且在CoMP系统中需要多个BS同时对UE做校准，因此UE需要向多个BS反馈。这进一步增加了反馈量。
发明内容
本发明提供了一种CoMP系统中基站间天线校准的方案，以在反馈量较小的基础上，较好地实现了基站间的校准，保证了TDD系统中的上下行互易性。
本发明结合自校准方案和空口校准方案各自的优势，通过两个阶段的较准，来实现CoMP系统基站间的校准，并且只需要一个UE参与该过程，UE反馈量较小，基站间也不需要传递任何参数。可以理解为，在基站间相互不知道对方的校准参数的情况下，通过一个信道条件较好的UE(或者中继站)来做“桥梁”，实现对基站端的联合校准过程。
如图3所示为本发明CoMP系统中基站间天线校准方案的流程图，其具体实施过程如下：
阶段一：
步骤1、簇内M个基站，各选定一根校准参考天线，组成M根发送天线阵，选定一个信号较好的UE的一根天线；
步骤2、基站检测1×M的上行信道，并通过参考天线发送参考信号；
步骤3、UE检测并反馈M×1的下行信道；
步骤4、基站将反馈信号与检测的上行信道作对比，得到每个参考天线的上下行校准比例系数。
阶段二：
步骤1、基站内部做自校准；
步骤2、基站对自校准后的每根天线再乘以阶段一步骤4得到的相应参考天线的校准比例，校准完成。
根据上述方案，本发明提出了一种用于对多个基站进行校准的校准装置以及包括该校准装置的基站，所述校准装置包括：选择模块，选择每个协作基站的校准参考天线以及一个终端(用户或中继)的一根天线；测量及反馈模块，测量上行和下行信道并馈送检测的下行信道；基站间校准模块，校准协作基站间参考天线；基站内校准模块，校准协作基站内其他天线。
这种方案反馈量较小，并且不需要基站间的信令交互，基站可定期向UE发送参考信号来不断校正下行信道。需要说明的是本发明不涉及到UE端的校准，即假设UE端已通过某种方式校准好。且可通过其他终端(如参数变化较稳定的中继站)代替本发明中的UE实现校准。
附图说明
图1为等效信道上下行示意图。
图2为自校准方案示意图。
图3为本发明CoMP系统中基站间天线校准方案流程图。
图4为本发明CoMP系统中基站间天线校准装置示意图。

Claims (9)

1.一种基站间天线校准的方案，其特征在于，包括：
确定出所需的参考天线以及参考天线的个数；
根据确定出的参考天线以及参考天线的个数通过选择特定的UE来完成各基站间天线校准的工作；
各基站内部通过自校准并与一定的比例系数相乘最终完成校准工作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所需的参考天线以及参考天线的个数为簇内M个基站，每个基站各选定一根校准参考天线，组成M根发送天线阵。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在选好各个基站的参考天线后选择一个信号较好的UE或参数变化比较稳定的中继站的一根天线。
4.根据权利要求2，权利要求3所述的方法，其特征在于，基站检测1×M的上行信道，并通过参考天线向选定的UE发送参考信号。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，选定的UE检测并反馈M×1的下行信道。
6.根据权利要求4，权利要求5所述的方法，其特征在于，各个基站将UE的反馈信号与检测的上行信道作对比，得到每个参考天线的上下行校准比例系数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在得到每个参考天线的上下行校准比例系数后，各基站内部做自校准工作。
8.根据权利要求6，权利要求7所述的方法，其特征在于，各个基站进行自校准后对自校准后的每根天线再乘以之前得到的相应参考天线的校准比例系数，完成各个基站间校准工作。
9.一种基站间天线校准的装置，用于对多个基站进行天线校准，所述校准装置包括：
选择模块，选择每个协作基站的校准参考天线以及一个终端(用户或中继)的一根天线；
测量及反馈模块，测量上行和下行信道并馈送检测的下行信道；
基站间校准模块，校准协作基站间参考天线；
基站内校准模块，校准协作基站内其他天线。
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CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20131204

Termination date: 20140415