CN102324961B - 一种接收方向天线校准位置的确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种接收方向天线校准位置的确定方法，其中，将校准位置搜寻区域划分一个以上个窗口，所述校准位置搜寻区域为子帧中的保护间隔和上行导频时隙所在区域，该方法包括：获取所述校准位置搜寻区域中干扰水平最低的窗口；根据所述干扰水平最低的窗口，确定接收方向天线校准位置。因此，可以通过搜索干扰水平低的窗口，确定一个干扰水平低的接收方向校准位置。

Description

一种接收方向天线校准位置的确定方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是指一种接收方向天线校准位置的确定方法及装置。

背景技术

第三代移动通信时分同步码分多址（TD-SCDMA）系统智能天线为常用天线类型之一，智能天线要求其对应的各个通道之间幅度和相位一致，为此需要进行校准。根据发送校准信号流向和接收校准信号流向来看，发送方向校准不易受网络环境的影响，但接收方向校准很容易受到外界环境的影响，因此一般来说传统的校准位置有如下两种方案：

方案一：发送方向校准位置和接收方向校准位置相同。

如图1所示，在一个子帧中，保护间隔（GP）中的阴影部分为发送方向校准位置和接收方向校准位置。为避开下行导频时隙（DwPTS）的拖尾影响，校准位置的起始点一般选取Gp开始点延后大约20个码片（chip）左右，校准持续时间大约为35个chip，因此这种方案的校准位置大约在Gp中第20～54chip范围内。

但是，方案一中，接收方向校准容易受到外界干扰，而且接收方向为了满足一定的校准精度需要发送较大的校准功率，由于使用较大的校准功率，也会抬高其他信道的干扰水平。

方案二：为方案一的改进型，由于接收方向校准容易受到外界影响，而这种影响更多是DwPTS的拖尾影响，越远离DwPTS其受到的干扰相对更小，为此将接收方向的校准位置向后延。

如图2所示，一个子帧的Gp中阴影部分为发送方向校准位置、上行导频时隙（UpPTS）中的阴影部分为接收方向校准位置。为了将DwPTS的拖尾影响降低到最小，一般将接收方向校准位置放在UpPTS结束前，比如UpPTS的第102～137chip。但是，这种方案中，接收方向校准位置固定在设定位置，但是外场环境实际的干扰水平不定，因此该位置并不一定是最优的校准位置。

发明内容

本发明的目的是提供一种接收方向天线校准位置的确定方法及装置，使其能确定一个合适的接收方向校准位置进行接收方向校准。

本发明的一种接收方向天线校准位置的确定方法，校准位置搜寻区域包括一个以上窗口，所述校准位置搜寻区域为子帧中的保护间隔和上行导频时隙所在区域，包括：

获取所述校准位置搜寻区域中干扰水平最低的窗口；

根据所述干扰水平最低的窗口，确定接收方向天线校准位置。

本发明的一种接收方向天线校准位置的确定装置，校准位置搜寻区域包括一个以上窗口，所述校准位置搜寻区域为子帧中的保护间隔和上行导频时隙所在区域，该装置包括：

获取单元，用于获取所述校准位置搜寻区域中干扰水平最低的窗口；

确定单元，用于根据所述干扰水平最低的窗口，确定接收方向天线校准位置。

本发明实施例中，可以首先获取所述校准位置搜寻区域中干扰水平最低的窗口，然后，根据所述干扰水平最低的窗口，确定接收方向天线校准位置。其中，校准位置搜寻区域包括一个以上个窗口，所述校准位置搜寻区域为子帧中的保护间隔和上行导频时隙所在区域。因此，可以通过搜索干扰水平低的窗口，确定一个干扰水平低的接收方向校准位置。

附图说明

图1为现有技术方案一的收发校准位置示意图；

图2为现有技术方案二的收发校准位置示意图；

图3为本发明实施例的方法的流程示意图；

图4为本发明方法的一具体实施例的流程示意图；

图5为利用本发明实施例确定的收方向天线校准位置进行校准位置调整的方法流程示意图；

图6为本发明实施例的装置的结构示意图。

具体实施方式

为了能确定一个干扰水平低的接收方向校准位置，本发明实施例中，校准位置搜寻区域包括一个以上个窗口，所述校准位置搜寻区域为子帧中的保护间隔和上行导频时隙所在区域，可以首先获取所述校准位置搜寻区域中干扰水平最低的窗口，然后，根据所述干扰水平最低的窗口，确定接收方向天线校准位置。

在划分窗口时，可以将所述一个以上个窗口中连续的窗口划分为存在重叠的情况，或将所述一个以上个窗口中的连续窗口划分为不存在重叠的情况。

较佳的，所述校准位置搜寻区域为：在不存在上行同步接入的非天线校准子帧中的保护间隔和上行导频时隙的所在区域，因为不存在上行同步接入的非天线校准子帧的干扰比较小。

参见图3所示，本发明实施例确定接收方向天线校准位置的方法包括以下步骤：

步骤301：获取所述校准位置搜寻区域中干扰水平最低的窗口。

作为一种较优的实施方式，可以将一段时间内干扰最小且出现次数最多的窗口作为干扰水平最低的窗口，也可以将一段时间内干扰最小且出现次数超过阈值的窗口作为干扰水平最低的窗口，比如：获取所述校准位置搜寻区域中干扰水平最低的窗口可以这样实现：在连续设定个数的搜索子帧中，确定校准位置搜寻区域中干扰最小的窗口，且在所述连续设定个数的搜索子帧中该窗口干扰最小时的次数超过设定阈值，则将该干扰最小的窗口作为所述干扰水平最低的窗口，所述搜索子帧为不存在上行同步接入的非天线校准子帧。

这种实施方式，可以不用频繁的调整接收方向校准位置，而且，确定的接收方向校准位置在一段时间内是干扰水平最低的窗口，确保了校准时的干扰最小。当然，也可以针对每个帧确定一次接收方向校准位置，这种方式是实时更新，但可能因为干扰变化快，从而导致接收方向校准位置调整频繁。

而且，如果一段时间内干扰最小且出现次数超过阈值的窗口为多个，可以从中任选一个窗口作为干扰水平最低的窗口。

具体的，在上述较优的实施方式中，确定校准位置搜寻区域中干扰最小的窗口可以这样实现：计算获得一搜索子帧中每个窗口的干扰值；将计算出的每个窗口的干扰值与对应的历史值分别进行迭代处理，得到经过修正的对应窗口的干扰值，其中，经过修正的所有窗口的干扰值中干扰值最小的窗口为所述校准位置搜寻区域中干扰最小的窗口。当然，也可以有很多种其他方式判断校准位置搜寻区域中干扰最小的窗口，比如：不进行迭代处理，获得一搜索子帧中每个窗口的干扰值后，直接根据每个窗口的干扰值确定干扰最小的窗口。

步骤302：根据所述干扰水平最低的窗口，确定接收方向天线校准位置。

在具体实现过程中，可以周期地触发执行步骤301～302，也可以在接收上行子帧的过程中一直执行步骤301，以自适应的调整接收方向天线校准位置。而具体的如何周期的触发，可以包括很多方法，比如采用定时器、或者由其他模块触发，或者接收外部的控制指令等方式都可以，具体方式这里并不做限定。

以下举具体实施例详细说明本发明的技术方案。

本实施例为了解决现有方案中接收方向校准位置可能不是干扰最小的位置，通过测量校准位置搜寻区域的干扰，即保护间隔和上行导频时隙的干扰，得到较为“干净”的接收方向天线校准位置。这里的“干净“即为干扰水平最低的位置。

参见图4所示，本实施例的自适应“干净”接收天线校准位置的具体实现过程如下：

步骤401：在当前子帧的Gp和UpPTS区域进行天线数据接收；

步骤402：判断当前子帧是否存在上行同步接入，如果存在，则返回步骤402，如果不存在，则执行步骤403；

步骤403：判断当前子帧是否是非天线校准子帧，如果是，则执行步骤404，否则，将下一个子帧作为当前子帧，执行步骤401；

步骤404：计算当前子帧的每个窗口内的干扰值，并与对应窗口的历史值进行迭代处理；

步骤405：判断干扰最小的某窗口已经连续出现M次，则执行步骤406，否则，将下一个子帧作为当前子帧，执行步骤401；

步骤406：将步骤405中干扰最小且已连续出现M次的窗口作为接收方向校准位置，从而可以利用确定的接收方向校准位置，调整接收方向校准位置。

本实施例中是根据TD-SCDMA系统的帧结构特点：一般选取在Gp+Up特殊时隙中进行天线校准，因此本实施例在Gp+UpPTS特殊时隙中搜寻自适应“干净”接收天线校准位置。由于在Gp和UpPTS特殊时隙某子帧可能存在天线校准和上行同步接入，为防止天线校准和上行同步接入对干扰搜索带来影响，当出现天线校准和上行同步接入的子帧，则本子帧Gp+UpPTS数据不参与接收天线校准位置搜索。一旦搜索到的干净位置M次均在某个位置，则进行接收天线校准位置的调整，调整后在新的天线校准位置做接收天线校准。

具体的接收方向校准“干净”位置自适应搜索算法如下：

假定每个窗长为N，窗滑动步长为N/2，这里N选取为36，从Gp的第20chip开始，则第一个检测窗从Gp的第20～55chip，第二个检测窗从Gp的第38～73chip，依次类推，为不影响时隙TS1，UpPTS尾部的数个chip不能用于天线校准，因此接收校准总共有12个可选窗。

比如：利用如下公式计算获得一搜索子帧中每个窗口的干扰值：

${\mathrm{iscp}}_i\left(n\right)=\frac{1}{8\×36}\underset{k=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=1}{\overset{36}{\mathrm{\Σ}}}|\mathrm{ant}\_\mathrm{data}(k,m)|$

其中，k为天线，i表示第i个窗口，m表示窗口内的码片编号，n为搜索子帧编号，iscp_i（n）为第n个搜索子帧中的第i个窗口的干扰值。

利用如下公式将计算出的每个窗口的干扰值与对应的历史值分别进行迭代处理：

ISCP_i(n)＝(1-λ)×ISCP_i(n-1)+λ×iscp_i(n)

其中，λ为遗忘因子，，ISCP_i（n）为经过修正的第n个搜索子帧中的第i个窗口的干扰值。

最“干净”的位置Po为上述12个窗口中干扰水平最小的位置。

为了防止搜索出的接收方向校准位置频繁地切换，假定一门限值M（次数），当最“干净”位置连续M次均为同一个位置，则物理层通过上述方案获得接收方向天线校准位置后，触发接收方向校准位置的调整，参见图5所示，其调整的过程如下：

步骤501：物理层确定接收方向天线校准位置，向操作维护（OM）发送校准位置请求；

步骤502：OM接收物理层发送的接收方向校准位置请求，向RRU发送接收方向校准位置信息；

步骤503：RRU接收到所述接收方向校准位置信息后，RRU中的FPGA根据所述接收方向校准位置信息，对接收方向天线校准开关位置进行调整，以及RRU中的中射频子系统根据所述接收方向校准位置信息，对接收方向天线校准开关位置进行调整。

参见图6所示，本实施例的一种接收方向天线校准位置的确定装置，其中，校准位置搜寻区域包括一个以上个窗口，所述校准位置搜寻区域为子帧中的保护间隔和上行导频时隙所在区域，该装置包括：获取单元61和确定单元62。

获取单元61，用于获取所述校准位置搜寻区域中干扰水平最低的窗口；

确定单元62，用于根据所述干扰水平最低的窗口，确定接收方向天线校准位置。

所述校准位置搜寻区域为：在不存在上行同步接入的非天线校准子帧中的保护间隔和上行导频时隙的所在区域。

所述获取单元，用于在连续设定个数的搜索子帧中，确定校准位置搜寻区域中干扰最小的窗口，且在所述连续设定个数的搜索子帧中该窗口干扰最小时的次数超过设定阈值，则将该干扰最小的窗口作为所述干扰水平最低的窗口，所述搜索子帧为不存在上行同步接入的非天线校准子帧。

所述一个以上个窗口中连续的窗口存在重叠，或所述一个以上个窗口中的连续窗口不存在重叠。

所述确定单元，用于计算获得一搜索子帧中每个窗口的干扰值；将计算出的每个窗口的干扰值与对应的历史值分别进行迭代处理，得到经过修正的对应窗口的干扰值，其中，经过修正的所有窗口的干扰值中干扰值最小的窗口为所述校准位置搜寻区域中干扰最小的窗口。

所述获取单元利用如下公式计算获得一搜索子帧中每个窗口的干扰值：

${\mathrm{iscp}}_i\left(n\right)=\frac{1}{8\×36}\underset{k=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=1}{\overset{36}{\mathrm{\Σ}}}|\mathrm{ant}\_\mathrm{data}(k,m)|$

其中，k为天线，i表示第i个窗口，m表示窗口内的码片编号，n为搜索子帧编号，iscp_i（n）为第n个搜索子帧中的第i个窗口的干扰值。

所述获取单元，利用如下公式将计算出的每个窗口的干扰值与对应的历史值分别进行迭代处理：

ISCP_i(n)＝(1-λ)×ISCP_i(n-1)+λ×iscp_i(n)

其中，λ为遗忘因子，ISCP_i（n）为经过修正的第n个搜索子帧中的第i个窗口的干扰值。

该装置还可以进一步包括一个调整单元，用于按照图5所示方法进行校准位置调整。

本发明实施例中，获取所述校准位置搜寻区域中干扰水平最低的窗口；确定单元62，用于根据所述干扰水平最低的窗口，确定接收方向天线校准位置。因此，获得的接收方向校准位置最“干净”，受到的干扰最小；而且，相同的接收方向校准信号发送功率下其校准精度最高；仅需较小的接收方向校准信号发送功率即可满足校准精度；由于仅需较小的接收方向校准信号发送功率，因此其校准信号对网络的干扰水平较低。

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 (10)

1.一种接收方向天线校准位置的确定方法，其特征在于，校准位置搜寻区域包括一个以上窗口，所述校准位置搜寻区域为子帧中的保护间隔和上行导频时隙所在区域，包括以下步骤：

获取所述校准位置搜寻区域中干扰水平最低的窗口；

根据所述干扰水平最低的窗口，确定接收方向天线校准位置；

其中，所述校准位置搜寻区域为：在不存在上行同步接入的非天线校准子帧中的保护间隔和上行导频时隙的所在区域；

获取所述校准位置搜寻区域中干扰水平最低的窗口，包括：

在连续设定个数的搜索子帧中，确定校准位置搜寻区域中干扰最小的窗口，且在所述连续设定个数的搜索子帧中该窗口干扰最小时的次数超过设定阈值，则将该干扰最小的窗口作为所述干扰水平最低的窗口，所述搜索子帧为不存在上行同步接入的非天线校准子帧。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个以上窗口中连续的窗口存在重叠，或所述一个以上窗口中的连续窗口不存在重叠。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定校准位置搜寻区域中干扰最小的窗口，包括：

计算获得一搜索子帧中每个窗口的干扰值；

将计算出的每个窗口的干扰值与对应的历史值分别进行迭代处理，得到经过修正的对应窗口的干扰值，其中，经过修正的所有窗口的干扰值中干扰值最小的窗口为所述校准位置搜寻区域中干扰最小的窗口。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用如下公式计算获得一搜索子帧中每个窗口的干扰值：

${\mathrm{iscp}}_i\left(n\right)=\frac{1}{8\×36}\underset{k=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=1}{\overset{36}{\mathrm{\Σ}}}|\mathrm{ant}\_\mathrm{data}(k,m)|$

其中，k为天线的编号，i表示第i个窗口，m表示窗口内的码片编号，n为搜索子帧编号，iscp_i（n）为第n个搜索子帧中的第i个窗口的干扰值，ant_data(k,m)表示第k根天线接收到的第m个码片上的干扰值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，利用如下公式将计算出的每个窗口的干扰值与对应的历史值分别进行迭代处理：

ISCP_i(n)＝(1-λ)×ISCP_i(n-1)+λ×iscp_i(n)

其中，λ为遗忘因子，ISCP_i（n）为经过修正的第n个搜索子帧中的第i个窗口的干扰值。

6.一种接收方向天线校准位置的确定装置，其特征在于，校准位置搜寻区域包括一个以上窗口，所述校准位置搜寻区域为子帧中的保护间隔和上行导频时隙所在区域，该装置包括：

获取单元，用于获取所述校准位置搜寻区域中干扰水平最低的窗口；以及，在连续设定个数的搜索子帧中，确定校准位置搜寻区域中干扰最小的窗口，且在所述连续设定个数的搜索子帧中该窗口干扰最小时的次数超过设定阈值，则将该干扰最小的窗口作为所述干扰水平最低的窗口，所述搜索子帧为不存在上行同步接入的非天线校准子帧；

其中，所述校准位置搜寻区域为：在不存在上行同步接入的非天线校准子帧中的保护间隔和上行导频时隙的所在区域；

确定单元，用于根据所述干扰水平最低的窗口，确定接收方向天线校准位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述一个以上窗口中连续的窗口存在重叠，或所述一个以上窗口中的连续窗口不存在重叠。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定单元，用于计算获得一搜索子帧中每个窗口的干扰值；将计算出的每个窗口的干扰值与对应的历史值分别进行迭代处理，得到经过修正的对应窗口的干扰值，其中，经过修正的所有窗口的干扰值中干扰值最小的窗口为所述校准位置搜寻区域中干扰最小的窗口。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述获取单元利用如下公式计算获得一搜索子帧中每个窗口的干扰值：

${\mathrm{iscp}}_i\left(n\right)=\frac{1}{8\×36}\underset{k=1}{\overset{8}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=1}{\overset{36}{\mathrm{\Σ}}}|\mathrm{ant}\_\mathrm{data}(k,m)|$

其中，k为天线的编号，i表示第i个窗口，m表示窗口内的码片编号，n为搜索子帧编号，iscp_i（n）为第n个搜索子帧中的第i个窗口的干扰值，ant_data(k,m)表示第k根天线接收到的第m个码片上的干扰值。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述获取单元，利用如下公式将计算出的每个窗口的干扰值与对应的历史值分别进行迭代处理：

ISCP_i(n)＝(1-λ)×ISCP_i(n-1)+λ×iscp_i(n)

其中，λ为遗忘因子，ISCP_i（n）为经过修正的第n个搜索子帧中的第i个窗口的干扰值。

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