CN109964412B - 一种多通道校正方法及装置、幅度校正方法、相位校正方法、收发系统和基站 - Google Patents
一种多通道校正方法及装置、幅度校正方法、相位校正方法、收发系统和基站 Download PDFInfo
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Abstract
本申请提供一种多通道校正装置、幅度校正方法、相位校正方法、收发系统和基站,涉及天线通信领域,以降低减小校正馈电网络高频电路的设计和实现的复杂度;该校正装置中校正馈电单元包括多个转换单元,其在发射通道为检波器,在接收通道为参考源单元,由于转换单元能够实现直接将通道与校正控制单元连接,且相邻两个转换单元共同耦合一个通道,使校正时能以相邻转换单元共同耦合的通道为基础,实现多通道的校正,而无需级联各转换单元,极大的简化了校正馈电网络的复杂度。
Description
技术领域
本申请涉及无线通信领域,尤其涉及一种多通道校正装置、幅度校正方法、相位校正方法、收发系统和基站。
背景技术
在无线通信系统中采用阵列天线能够提升网络性能和网络容量,而无线通信系统中驱动阵列天线的收发通道数量多,使得各收发通道之间的幅度和/或相位误差成为直接影响无线通信系统的网络性能和容量的关键因素之一,因此,各收发通道之间幅度和/或相位校正技术是采用阵列天线的无线通信系统的核心技术之一。
为了满足各收发通道之间幅度和/或相位校正的要求,现有无线通信系统的通道校正是依赖于校正馈电网络实现,但是由于无线通信系统中驱动阵列天线的收发通道数量多,使得校正馈电网络采用和分路器级联的方式实现被校正通道与校正通道的互联,这极大的提高了校正馈电网络高频电路的设计复杂度,使得设备的设计指标要求,工程实现难度很大。
发明内容
本申请的目的在于提供一种多通道校正装置、幅度校正方法、相位校正方法、收发系统和基站,以减小校正馈电网络高频电路的设计和实现复杂度。
为了解决技术问题,本申请采用如下技术方案:
第一方面,本申请提供了一种多通道校正装置,应用于N个发射通道,包括校正控制单元和校正馈电单元;所述校正馈电单元包括M个检波器;每个所述检波器的两个输入端分别与两个通道耦合,每个检波器的一个输入端与另一个检波器的一个输入端共同耦合一个通道;所述校正控制单元分别与M个检波器的输出端连接;其中,N为大于等于2的整数;
第m检波器用于对第r通道的校正测量信号和第k通道的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道和第k通道幅度信息和/或相位信息的电平信号;其中,1≤m≤M,1≤r≤N,1 ≤k≤N,r≠k,M为大于等于1的整数;
所述校正控制单元用于根据第m检波器获取的表征第r通道和第k通道幅度信息的电平信号,得到幅度校正系数,所述幅度校正系数用于校正所述第m检波器所耦合的两个通道的幅度;和/或根据第m检波器获取的表征第r通道和第k通道相位信息的电平信号,得到相位校正系数,所述相位校正系数用于校正所述第m检波器所耦合的两个通道的相位。
在第一方面中,本申请提供的多通道校正装置内,校正馈电单元包括M个检波器,且每个检波器可以接收作为校正测量信号的高频信号,这样检波器的输入端可以分别与两个通道直接耦合,使当前检波器在幅度校正时获取两个通道的高频的校正测量信号,而每个检波器的输出端与校正控制单元相连,又保证了校正控制单元能够根据电平信号得到相应的幅度校正系数和/或相位校正系数,并校正当前检波器耦合的两个通道的幅度和/或相位,这样就可以通过一个检波器将对应的两个通道的高频信号转换为低频信号,传送到校正控制单元中生成幅度校正系数和/或相位校正系数,实现对当前检波器所耦合的两个通道的幅度/或相位的校正。
而且,由于每个检波器的一个输入端与另一个检波器的一个输入端共同耦合一个通道,即两个检波器各自有一个输入端共同耦合一个通道,这样当前检波器参与相应通道校正后,与当前检波器的输入端共同耦合一个通道的另一个检波器,参与相应通道的校正时,能够将已经校正的通道作为本次通道校正的两个通道中的一个通道,使得这次通道校正能够以已经校正过的通道为基准,校正两个通道的幅度和/或相位;以此类推,最终完成多通道幅度和/ 或相位的校正;因此,本申请提供的多通道校正装置中,M个检波器按照一个检波器耦合两个通道的方式与对应通道耦合,每两个检波器的输入端耦合一个通道,即可完成多通道幅度和/或相位的校正,从而减少了校正馈电网络高频电路的设计复杂度,降低了设计指标要求和工程实现难度,有利于设备小型化的实现。
结合第一方面,在第一方面的第一种实现方式中,所述多通道校正装置还包括与N个通道一一对应连接的N个执行单元;每个执行单元还与校正控制单元连接,每个所述执行单元用于根据幅度校正系数调整与所述执行单元连接的通道的幅度,和/或根据相位校正系数调整与所述执行单元连接的通道的相位。
该实现方式中,通过在多通道校正装置中增设执行单元,使得校正装置不仅能够生成用于校正幅度的幅度校正系数和/或校正相位的相位校正系数,还可以使得多通道校正装置能够对通道进行直接校正。
结合第一方面或第一方面的第一种实现方式,在第一方面的第二种实现方式中,表征所述第r通道和第k通道幅度信息的电平信号包括表征第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平。该实现方式举例说明表征第r通道和第k通道幅度信息的电平信号。
结合第一方面或上述第一方面的任一种实现方式,在第一方面的第三种实现方式中,表征所述第r通道和第k通道相位信息的电平信号包括表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差。该实现方式举例说明表征第r通道和第k通道相位信息的电平信号。
结合第一方面或上述第一方面的任一种实现方式,在第一方面的第四种实现方式中,所述校正控制单元包括控制模块和数据处理模块;所述数据处理模块分别与M个检波器的输出端连接;
所述控制模块用于控制所述数据处理模块读取所述第m检波器发送的表征第r通道和第 k通道幅度信息的电平信号,和/或控制所述数据处理模读取所述第m检波器发送的表征第r 通道和第k通道相位信息的电平信号;
所述数据处理模块用于根据表征第r通道和第k通道幅度信息的电平信号得到幅度校正系数;和/或根据表征第r通道和第k通道相位信息的电平信号,得到相位校正系数;可选的,所述数据处理模块用于根据表征所述第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平的电平偏差得到幅度校正系数;和/或根据预设电平偏差和表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差,得到相位校正系数;
所述数据处理模块还用于与执行单元连接;
所述控制模块还用于控制所述数据处理模块向执行单元发送幅度校正系数,使所述执行单元根据幅度校正系数调整第m检波器所耦合的通道的幅度;和/或控制所述数据处理模块向执行单元发送相位校正系数,使所述执行单元根据相位校正系数调整第m检波器所耦合的通道的相位。
该实现方式中,由于数据处理模块分别与M个检波器连接,而控制模块控制数据处理模块读取第m检波器的输出电平信号,并控制数据处理模块在幅度校正时向执行单元发送幅度校正系数,在相位校正时向执行单元发送所述相位校正系数;因此,通过该控制模块可以使得数据处理模块可控化的实现对应通道的幅度和/或相位校正。
结合第一方面或第一方面的任一种实现方式,在第一方面的第五种实现方式中,需要与两个检波器耦合的通道通过耦合器与和分路器相连,每个和分路器分别与两个检波器的输入端相连。该实现方式中,给出了每个通道与检波器的具体耦合结构,使得两个检波器可以通过和分路器与一个通道耦合。
结合第一方面或上述第一方面的任一种实现方式,在第一方面的第六种实现方式中,所述检波器为和差检波器。该实现方式给出了检波器的具体种类,但不仅限于此,也可以是其他可实现的检波器。
结合第一方面或上述第一方面的任一种实现方式,在第一方面的第七种实现方式中, M=N-1,第m检波器所耦合的通道为第m通道和第m+1通道,第m+1检波器所耦合的通道为第m+1通道和第m+2通道;其中,1≤m≤N-2。在该实现方式,通过限定检波器的数量以及检波器的输出端所耦合的两个通道的序号,使得一个检波器所耦合的两个通道相邻,且耦合同一通道的两个检波器相邻,这样就简化了各检波器与所耦合的通道之间的布线的复杂度,进一步降低了设计指标要求和工程实现难度。
结合第一方面或第一方面的任一种实现方式,在第一方面的第八种实现方式中,M=N;其中,
当1≤m≤N-2,第m检波器所耦合的通道为第m通道和第m+1通道,第m+1检波器所耦合的通道为第m+1通道和第m+2通道;
当m=N,第m检波器所耦合的通道为第N通道和第t通道,其中,1≤t≤N-2。
在该实现方式中,通过限定检波器的数量,使得检波器的数量与通道的数量一致,在前N-1检波器参与所有通道校正后,通过第N检波器的输入端耦合第N通道和前N-2个通道中任意一个通道,使得第N通道在第N-1检波器参与的校正中被校正后,还能够以经过校正的第N通道为基础,实现第N检波器参与第N通道和前N-2个通道中任意一个通道的校正;而且,根据这次校正过程中获取的表征第N通道和第t通道幅度信息和/或相位信息的电平信号,还可以判断之前校正过程是否产生累积误差,如果产生累积误差,可以重新校正N个通道,从而避免之前校正过程所产生的累积误差。至于t的选择,则可以根据实际情况选择。
第二方面,本申请提供了一种多通道幅度校正方法,应用于发射通道,包括M’次幅度校正,每次幅度校正所校正的通道数量为两个,相邻两次幅度校正所校正的通道中具有一个相同的通道,第m’次幅度校正所校正的通道为第r通道和第k通道,r≠k,r、k均为大于等于1小于等于N的整数,N为通道数目,N为大于等于2的整数,M’为大于等于1的整数;m’为大于等于1小于等于M’的整数;
所述第m’次幅度校正的校正方法包括如下步骤:
多通道校正装置对第r通道的校正测量信号和第k通道的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道和第k通道幅度信息的电平信号;
根据表征第r通道和第k通道幅度信息的电平信号,得到幅度校正系数;
当m’=1,第m’次幅度校正中,多通道校正装置根据所述幅度校正系数调整第r通道的幅度和/或第k通道的幅度,使第r通道的幅度和第k通道的幅度相等;
当m’≥2,第m’次幅度校正中,第k通道参与第m’-1次幅度校正,多通道校正装置根据所述幅度校正系数调整第r通道的幅度,使第r通道的幅度和第k通道的幅度相等。
在第二方面中,本申请提供的多通道幅度校正方法中,每次幅度校正所校正的通道数量为两个,相邻两次幅度校正所校正的通道中具有一个相同的通道,因此,当次幅度校正能够以上一次幅度校正的通道为基础进行校正,以此类推,从而完成所有通道的幅度校正;而且,在每次幅度校正过程中,可以直接对通道的高频信号(校正测量信号)进行检波,以获取对应通道低频的电平信号,这样就能保证得到的电平信号可以直接进行数据处理,因此,无需利用复杂的级联方式实现校正测量信号的传递,而只需利用简单的检波器即可完成校正测量信号的传递,检波器对来自通道的高频信号进行检波,即可进行下一步信号处理,这极大的简化了校正方法,而且在硬件实现上,能减少校正馈电网络高频电路的结构复杂度,便于工程实现。
结合第二方面,在第二方面的第一种实现方式中,对第r通道的校正测量信号和第k通道的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道和第k通道幅度信息的电平信号的方法包括:
对第r通道的校正测量信号进行检波,得到表征第r通道幅度的检波电平;
对第k通道的校正测量信号进行检波,得到表征第k通道幅度的检波电平。
可选的,可以在对第r通道的校正测量信号进行检波时,打开所述第r通道,关闭所述第k通道,以在没有第k通道的干扰下,对第r通道的校正测量信号进行检波,得到表征第r通道幅度的检波电平;而对第k通道的校正测量信号进行检波,打开所述第k通道,关闭第 r通道,以在没有第r通道的干扰下,对第k通道的校正测量信号进行检波,得到表征第k通道幅度的检波电平;可见,该实现方式避免了获取表征第r通道和第k通道幅度信息的电平信号时,第k通道和第r通道相互之间的干扰。
结合第二方面或上述第二方面的任一种实现方式,在第二方面的第二种实现方式中,根据表征第r通道和第k通道幅度信息的电平信号,得到幅度校正系数的方法包括:
读取表征第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平;
判断表征所述第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平是否存在电平偏差;
若存在电平偏差,则根据所述电平偏差获得幅度校正系数;
若不存在电平偏差,则结束第m’次幅度校正,启动第m’+1次幅度校正或结束多通道幅度校正。
在该实现方式中,通过判断第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平是否存在电平偏差,可以直接判断第r通道和第k通道的幅度是否相等,以在幅度相等的情况可以直接跳过本次幅度校正步骤,而启动下一次幅度校正或结束整个幅度校正过程,这样就能避免不必要的幅度校正过程,简化了幅度校正步骤。
结合第二方面或上述第二方面的任一种实现方式中,在第二方面的第三种实现方式中,
当M’=N-1,则第m’次幅度校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道,第m’+1 次幅度校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;其中,1≤m’≤N-2;
当M’=αN,则幅度校正方法包括α个幅度校正周期,每个幅度校正周期包括N’次幅度校正;其中,N’=N,α为幅度校正周期的个数,α为大于等于1的整数;
每个幅度校正周期的N’次幅度校正中:
当1≤m’≤N’-2,第m’次幅度校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道,第m’ +1次幅度校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;
当m’=N’,第m’次幅度校正所校正的通道为第N通道和第t通道;其中,1≤t≤N-2。
在该实现方式中,举例给出了两种幅度校正次数M’和通道数目N的关系下,每次幅度校正所校正的通道的序号与当前校正次数的关系,使得M’=N-1时,通过N-1次幅度校正即可完成N个通道的幅度校正,而在M’=αN时,不仅可以通过前N-1次幅度校正将N个通道校正;而且,还可以在第N’次幅度校正,以参与第N’-1次幅度校正的第N通道为基础,调整经过幅度校正的前N-2个通道中任意一个通道,实现第N通道和前N-2个通道中任意一个通道的校正,并根据第N’次幅度校正过程中获取的表征第N通道和第t通道幅度信息的电平信号,还可以判断之前校正过程是否产生累积误差,如果产生累积误差,可以重新校正 N个通道,因此,通过设定M’=αN,进行幅度校正可以避免多次幅度校正过程所带来的累积误差。
结合第二方面和第二方面的第三种实现方式,在第二方面的第四种实现方式中,当M’=αN,每个幅度校正周期中,第N’次幅度校正的方法包括:
多通道校正装置对第N通道的校正测量信号和第t通道的校正测量信号进行检波,获取表征第N通道幅度的检波电平和表征第t通道幅度的检波电平;
判断表征所述第N通道幅度的检波电平和表征第t通道幅度的检波电平是否存在电平偏差;
若存在电平偏差,则根据所述电平偏差获得幅度校正系数,根据幅度校正系数调整第t 通道的幅度,使第N通道的幅度和第t通道的幅度相等,并启动下一个幅度校正周期;
若不存在电平偏差,则结束第N’次幅度校正,完成多通道幅度校正。
第三方面,本申请提供了一种多通道相位校正方法,应用于发射通道,包括M”次相位校正,每次相位校正所校正的通道数量为两个,相邻两次相位校正所校正的通道中具有一个相同的通道,第m”次相位校正所校正的通道为第r通道和第k通道,r≠k,r、k均为大于等于1小于等于N的整数,N为通道数目,N为大于等于2的整数,M”为大于等于1的整数;m”为大于等于1小于等于M”的整数;
所述第m”次相位校正的校正方法包括如下步骤:
多通道校正装置对第r通道的校正测量信号和第k通道的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道和第k通道相位信息的电平信号;
根据表征第r通道和第k通道相位信息的电平信号,得到相位校正系数;
当m”=1,第m”次相位校正中,多通道校正装置根据所述相位校正系数调整第r通道的相位和/或第k通道的相位,使第r通道和第k通道的相位偏差符合预设相位偏差;
当m”≥2,第m”次相位校正中,第k通道参与第m”-1次相位校正,多通道校正装置根据所述相位校正系数调整第r通道的相位,使第r通道和第k通道的相位偏差符合预设相位偏差。
在第三方面中,基于与第二方面类似的原理,本申请提供的多通道相位的校正方法可以完成所有通道的相位校正;而且在硬件实现上,能减少校正馈电网络高频电路的结构复杂度,便于工程实现。结合第三方面,在第三方面的第一种实现方式中,对第r通道的校正测量信号和第k通道的校正测量信号进行检波时,所述第r通道的校正测量信号和第k通道的校正测量信号相同。
在该实现方式中,由于第r通道的校正测量信号和第k通道的校正测量信号相同,这样在使用一个检波器检波时,能够防止因两个通道产生的校正测量信号具有差异而造成的检波误差,以准确获得两个通道的相位偏差。可选的,还可以同时打开第r通道和第k通道,对第r通道的校正测量信号和第k通道的校正测量信号同时进行检波,以进一步提高获取两个通道的相位偏差的准确度。
结合第三方面,在第三方面的第一种实现方式中,根据表征第r通道和第k通道相位信息的电平信号,得到相位校正系数的方法包括:
读取表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差;
判断表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差是否符合预设电平偏差;
若不符合预设电平偏差,则根据预设电平偏差和表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差,得到相位校正系数;
若符合预设相位偏差,则结束第m”次相位校正,启动第m”+1次相位校正或结束多通道相位校正。
结合第三方面或第三方面的第一种实现方式,在第三方面的第二种实现方式中,
当M”=N-1,则第m”次相位校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道,第m” +1次相位校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;其中,1≤m”≤N-2;
当M”=βN,则相位校正方法包括β个相位校正周期,每个相位校正周期包括N”次相位校正;其中,N”=N,β为相位校正周期的个数;每个相位校正周期的N”次相位校正中:
当1≤m”≤N”-2,第m”次相位校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道;第 m”+1次相位校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;
当m”=N”,第m”次相位校正所校正的通道为第N通道和第t通道;其中,1≤t≤ N-2。
结合第三方面和第三方面的第二种实现方式,在第三方面的第三种实现方式中,当M”=βN,每个相位校正周期中,第N”次相位校正的方法包括:
对第N通道的校正测量信号和第t通道的校正测量信号进行检波,获取表征第N通道和表征第t通道相位偏差的电平偏差;
判断表征第N通道和第t通道相位偏差的电平偏差是否符合预设电平偏差;
若不符合预设电平偏差,则根据预设电平偏差和表征第N通道和第t通道相位偏差的电平偏差,得到相位校正系数,根据所述相位校正系数调整第t通道的相位,使第N通道和第 t通道的相位偏差符合预设相位偏差,并启动下一个相位校正周期;
若符合预设电平偏差,则结束第N”次相位校正,完成多通道相位校正。
第四方面,本申请提供了一种多通道校正装置,应用于N个接收通道,包括校正馈电单元和校正控制单元,所述校正馈电单元包括Q个参考源单元;每个所述参考源单元的两个输出端分别耦合两个通道,每个参考源单元的一个输出端与另一个参考源单元的一个输出端共同耦合一个通道;其中,N为大于等于2的整数;
第m参考源单元用于将校正测量信号发送给第r通道和第k通道,所述校正测量信号用于第r通道和第k通道的幅度和/或相位的测量;其中,1≤m≤Q,1≤r≤N,1≤k≤N,r≠k, Q为大于等于1的整数;
所述校正控制单元用于根据第r通道和第k通道的幅度,得到幅度校正系数,所述幅度校正系数用于校正所述第m参考源单元所耦合的两个通道的幅度;和/或根据第r通道和第k 通道的相位,得到相位校正系数,所述相位校正系数用于校正所述第m参考源单元所耦合的两个通道的相位。
在第四方面中,本申请提供的多通道校正装置内,校正馈电单元包括Q个参考源单元,且每个参考源单元分别与两个通道耦合,使得每个参考源单元都可以根据控制信号将校正测量信号发送给对应的两个通道,以使校正测量信号用于测量这两个通道的幅度和/或相位;而由于校正控制单元分别与每个通道连接,这样校正测量信号就可以进入当前参考源单元所耦合的两个通道,并携带当前参考源单元所耦合的两个通道的幅度和/或相位进入校正控制单元中,使得校正控制单元能够根据两个通道的幅度和/或相位,得到幅度校正系数和/或相位校正系数,并校正当前参考源单元所耦合的两个通道的幅度和/或相位,实现对当前参考源单元所耦合的两个通道的幅度和/或相位的校正。
而且,由于每两个参考源单元的输出端共同耦合一个通道,这样当前参考源单元参与相应通道校正后,与当前参考源单元的输出端共同耦合一个通道的另一个参考源单元,参与相应通道的校正时,能够将已经校正的通道作为本次通道校正的两个通道中的一个通道,使得这次通道校正能够以已经校正的通道为基准,进行两个通道的幅度和/或相位的校正;以此类推,最终完成多通道幅度和/或相位的校正;因此,本申请提供的多通道校正装置中,校正馈电单元结构中Q个参考源单元按照一个参考源单元耦合两个通道的方式与对应通道耦合,相邻两个参考源单元的输入端耦合一个通道,即可完成多通道幅度和/或相位的校正,极大的简化了校正馈电单元的结构,从而减少了校正馈电网络高频电路的设计复杂度,降低了设计指标要求和工程实现难度,有利于设备小型化的实现。
结合第四方面,在第一方面的第一种实现方式中,所述校正装置还包括与N个通道一一对应连接的N个执行单元;每个执行单元还与校正控制单元连接,每个所述执行单元用于根据幅度校正系数调整与所述执行单元对应连接的通道的幅度,和/或根据相位校正系数调整与所述执行单元对应连接的通道的相位。
该实现方式中,通过在多通道校正装置中增设执行单元,使得多通道校正装置不仅能够生成用于校正幅度的幅度校正系数和/或校正相位的相位校正系数,而且,还可以利用执行单元调整对应通道的幅度和相位。
结合第四方面或第四方面的第一种实现方式,在第四方面的第二种实现方式中,所述校正控制单元包括控制模块和数据处理模块;所述控制模块的输出端分别与所述Q个参考源单元相连,数据处理模块分别与所述N个接收通道相连;
所述控制模块用于向第m参考源单元发送控制信号;以及控制数据处理模块获取第r通道和第k通道的幅度,和/或获取第r通道和第k通道的相位;
所述数据处理模块用于根据第r通道和第k通道的幅度,获得幅度校正系数;和/或根据预设相位偏差、第r通道和第k通道相位所存在的相位偏差,得到相位校正系数;
所述数据处理模块还用于与执行单元连接;
所述控制模块还用于控制所述数据处理模块向执行单元发送幅度校正系数,使所述执行单元根据所述幅度校正系数调整所述第m参考源单元所耦合的两个通道的幅度,和/或控制所述数据处理模块向执行单元发送相位校正系数,使所述执行单元根据所述相位校正系数调整所述第m参考源单元所耦合的两个通道的相位。
在该实现方式中,由于控制模块向第m参考源单元发送控制信号,使得第m参考源单元能够根据控制信号将校正测量信号发送给第r通道和第k通道,这样就能保证当前参考源单元在控制模块的控制下将校正测量信号直接发送给对应的两个通道,使得当前参考源单元向对应两个通道发送校正测量信号可控化。
结合第四方面或上述第四方面的任一种实现方式,在第四方面的第三种实现方式中,需要与两个检波器耦合的通道通过耦合器与和分路器相连,每个和分路器分别与两个参考源单元的输出端相连。
结合第四方面或上述第四方面的任一种实现方式,在第四方面的第四种实现方式中, Q=N-1,第m参考源单元所耦合的通道为第m通道和第m+1通道,第m+1参考源单元所耦合的通道为第m+1通道和第m+2通道;其中,1≤m≤N-2。在该实现方式,通过限定参考源单元的数量以及当前参与校正的参考源单元的输出端所耦合的两个通道所在序号,使得当前参与校正的参考源单元所耦合的两个通道相邻,这样就简化了各参考源单元与所耦合的通道之间的布线的复杂度,进一步降低了设计指标要求和工程实现难度。
结合第四方面或上述第四方面的第一至第四任一种实现方式,在第四方面的第五种实现方式中,Q=N;
当1≤m≤N-2,第m参考源单元所耦合的通道为第m通道和第m+1通道,第m+1参考源单元所耦合的通道为第m+1通道和第m+2通道;
当m=N,第m参考源单元所耦合的通道为第N通道和第t通道,其中,1≤t≤N-2。
在该实现方式中,通过限定参考源单元的数量,使得参考源单元与通道数量一致,在前 N-1参考源单元参与所有通道校正后,通过第N个参考源单元的输出端耦合第N通道和前 N-2个通道中任意一个通道,使得第N通道在第N-1参考源单元参与的校正中被校正后,还能够以经过校正的第N通道为基础,利用第N参考源单元参与前N-2个通道中任意一个通道校正,并根据这次校正过程中第N通道和第t通道的幅度和/或相位,还可以判断之前校正过程是否产生累积误差,如果产生累积误差,可以重新校正N个通道,从而避免之前校正过程所产生的累积误差。
结合第四方面或上述第四方面的任一种实现方式,在第四方面的第六种实现方式中,所述校正控制单元,还用于和收发机连接,用于接收收发机根据所述校正测量信号所测量的接收通道的幅度和/或相位。
第五方面,本申请提供了一种多通道幅度校正方法,应用于接收通道,包括M’次幅度校正,每次幅度校正所校正的通道数量为两个,相邻两次幅度校正所校正的通道中具有一个相同的通道,第m’次幅度校正所校正的通道为第r通道和第k通道,r≠k,r、k均为大于等于1小于等于N的整数,N为通道数目,N为大于等于2的整数,M’为大于等于1的整数;m’为大于等于1小于等于M’的整数;
所述第m’次幅度校正的校正方法包括如下步骤:
多通道校正装置将校正测量信号发送给第r通道和第k通道,所述校正测量信号用于第r 通道和第k通道的幅度的测量;
根据第r通道和第k通道的幅度,得到幅度校正系数;
当m’=1,第m’次幅度校正中,多通道校正装置根据所述幅度校正系数调整第r通道的幅度和/或第k通道的幅度,使第r通道的幅度和第k通道的幅度相等;
当m’≥2,第m’次幅度校正中,第k通道参与第m’-1次幅度校正,多通道校正装置根据所述幅度校正系数调整第r通道的幅度,使第r通道的幅度和第k通道的幅度相等。
在第五方面中,本申请提供的多通道幅度校正方法中,每次幅度校正所校正的通道数量为两个,相邻两次幅度校正所校正的通道中具有一个相同的通道,因此,当次幅度校正能够以上一次幅度校正的通道为基础校正另一个通道,以此类推,从而完成所有通道的幅度校正,而且,在每次幅度校正过程中,可以根据控制信号向对应通道发送校正测量信号,实现对应通道的幅度测量,使得通道的幅度校正方法得到简化的同时,还简化了校正馈电网络高频电路的设计和工程实现。
可选的,所述多通道校正装置还可以根据控制信号将校正测量信号发送给第r通道和第k 通道。所述控制信号用于控制校正测量信号的发送。
结合第五方面,在第五方面的第一种实现方式中,根据控制信号将校正测量信号发送给第r通道的方法包括:
根据控制信号将校正测量信号发送给第r通道;
根据控制信号将校正测量信号发送给第k通道。
在该实现方式中,根据控制信号将校正测量信号发送给第r通道时,可以打开第r通道,关闭第k通道,而根据控制信号将校正测量信号发送给第k通道时,可以打开第k通道,关闭第r通道,从而避免其他信道对被测试信道的干扰。
结合第五方面和第五方面的第一种实现方式,在第五方面的第二种实现方式中,根据控制信号将校正测量信号发送给第r通道前,还包括获取控制信号。
结合第五方面或上述第五方面的任一种实现方式,在第五方面的第三种实现方式中,根据校正测量信号测量的第r通道和第k通道的幅度,得到幅度校正系数的方法包括:
获取第r通道和第k通道的幅度;
判断第r通道和第k通道的幅度是否存在幅度偏差;
若存在幅度偏差,则根据所述幅度偏差获得幅度校正系数;
若不存在幅度偏差,则结束第m’次幅度校正,启动第m’+1次幅度校正或结束多通道幅度校正。
在该实现方式中,通过校正测量信号所测量的第r通道和第k通道的幅度是否存在幅度偏差,可以直接判断第r通道和第k通道的幅度是否相等,以在幅度相等的情况可以直接跳过本次幅度校正步骤,而启动下一次幅度校正,这样就能避免不必要的幅度校正过程,简化了幅度校正步骤。
结合第五方面或上述第五方面的任一种实现方式,在第五方面的第四种实现方式中,
当M’=N-1,则第m’次幅度校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道,第m’+1 次幅度校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;其中,1≤m’≤N-2;
当M’=αN,则幅度校正方法包括α个幅度校正周期,每个幅度校正周期包括N’次幅度校正;其中,N’=N,α为幅度校正周期的个数,α为大于等于1的整数;
每个幅度校正周期的N’次幅度校正中:
当1≤m’≤N-2,第m’次幅度校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道,第m’ +1次幅度校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;
当m’=N,第m’次幅度校正所校正的通道为第N通道和第t通道;其中,1≤t≤N-2。
在该实现方式中,举例给出了两种幅度校正次数M’和通道数目N的关系下,每次幅度校正所校正的通道的序号与幅度校正次数的关系,使得M’=N-1时,通过N-1次幅度校正即可完成N个通道的幅度校正;而在M’=αN时,不仅可以通过前N-1次幅度校正将N个通道幅度校正,而且,还可以在第N’次幅度校正时,以参与第N’-1次幅度校正的第N通道为基础,调整前N-2个通道中任意一个通道的幅度,从而实现第N通道和前N-2个通道中任一个通道的幅度校正;并且,根据第N’次幅度校正过程中校正测量信号测量的第N通道和第t通道的幅度,还可以判断之前校正过程是否产生累积误差,如果产生累积误差,可以重新校正N个通道,从而更避免因为之前校正所产生的累积误差问题。
结合第五方面和第五方面的第四种实现方式,在第五方面的第五种实现方式中,当M’=αN,每个幅度校正周期中,第N’次幅度校正的方法包括:
多通道校正装置根据控制信号将校正测量信号发送给第N通道和第t通道;
判断第N通道和第t通道的幅度是否存在幅度偏差;
若存在幅度偏差,则根据所述幅度偏差获得幅度校正系数,根据幅度校正系数调整第t 通道的幅度,使第N通道的幅度和第t通道的幅度相等,并启动下一个幅度校正周期;
若不存在幅度偏差,则结束第N’次幅度校正,完成多通道幅度的校正。
在该实现方式中,举例给出M’=αN时,校正方法的每个幅度校正周期中,第N’次幅度校正过程。
结合第五方面和第五方面任一种可能的实现方式,在第五方面的第六种实现方式中,所述方法还包括,收发机根据每个接收通道中的校正测量信号,测量每个通道中的幅度,并将测量结果发送给所述多通道校正装置。
第六方面,本申请提供了一种多通道相位校正方法,应用于接收通道,包括M”次相位校正,每次相位校正所校正的通道数量为两个,相邻两次相位校正所校正的通道中具有一个相同的通道,第m”次相位校正所校正的通道为第r通道和第k通道,r≠k,r、k均为大于等于1小于等于N的整数,N为通道数目,N为大于等于2的整数,M”为大于等于1的整数;m”为大于等于1小于等于M”的整数;
所述第m”次相位校正的校正方法包括如下步骤:
多通道校正装置将校正测量信号发送给第r通道和第k通道,所述校正测量信号用于第r 通道和第k通道的相位的测量;
根据第r通道和第k通道的相位,得到相位校正系数;
当m”=1,第m”次相位校正中,多通道校正装置根据所述相位校正系数调整第r通道的相位和/或第k通道的相位,使第r通道和第k通道的相位偏差符合预设相位偏差;
当m”≥2,第m”次相位校正中,第k通道参与第m”-1次相位校正,多通道校正装置根据所述相位校正系数调整第r通道的相位,使第r通道和第k通道的相位偏差符合预设相位偏差。
可选的,所述多通道校正装置还可以根据控制信号将校正测量信号发送给第r通道和第k 通道。所述控制信号用于控制校正测量信号的发送。
第六方面中,基于与第五方面类似的原理,本申请提供的多通道相位校正方法中可以实现对应通道相位的测量,使得通道的相位校正方法得到简化的同时,还简化了校正馈电网络高频电路的设计和工程实现。
结合第六方面,在第六方面的第一种实现方式中,根据控制信号将校正测量信号发送给第r通道和第k通道的方法包括:同时打开第r通道和第k通道,根据控制信号将校正测量信号分别发送给第r通道和第k通道。
在该实现方式中,可以进一步限定同时打开第r通道和第k通道,以示例性的给出了校正测量信号测量第r通道和第k通道相位的方法。
结合第六方面或上述第六方面的任一种实现方式,在第六方面的第二种实现方式中,根据第r通道和第k通道的相位,得到相位校正系数的方法包括:
获取第r通道和第k通道的相位;
判断第r通道和第k通道的相位所存在的相位偏差是否符合预设相位偏差;
若符合预设相位偏差,则结束第m”次相位校正,启动第m”+1次相位校正或结束多通道相位校正;
若不符合预设相位偏差,则根据预设相位偏差和第r通道和第k通道的相位所存在的相位偏差,得到相位校正系数。
结合第六方面或上述第六方面的任一种实现方式,在第六方面的第三种实现方式中,
当M”=N-1,则第m”次相位校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道,第m” +1次相位校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;其中,1≤m”≤N-2;
当M”=βN,则相位校正方法包括β个相位校正周期,每个相位校正周期包括N”次相位校正;其中,N”=N,β为相位校正周期的个数;每个相位校正周期的N”次相位校正中:
当1≤m”≤N”-2,第m”次相位校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道;第 m”+1次相位校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;
当m”=N”,第m”次相位校正所校正的通道为第N通道和第t通道;其中,1≤t≤ N-2。
结合第六方面和第六方面的第三种实现方式,在第六方面的第四种实现方式中,当M”=βN,每个相位校正周期中,第N”次相位校正的方法包括:
多通道校正装置将校正测量信号发送给第N通道和第t通道;
获取第N通道和第t通道的相位,判断第N通道和第t通道的相位所存在的相位偏差是否符合预设相位偏差;
若符合预设相位偏差,则结束第N”次相位校正,完成多通道相位的校正;
若不符合预设电平偏差,则根据预设相位偏差和第N通道和第t通道的相位所存在的相位偏差,得到相位校正系数,根据相位校正系数调整第t通道的相位,使第N通道和第t通道的相位偏差符合预设相位偏差,并启动下一个相位校正周期。
结合第六方面和第六方面任一种可能的实现方式,在第六方面的第五种实现方式中,所述方法还包括,收发机根据每个接收通道中的校正测量信号,测量每个通道中的相位,并将测量结果发送给所述多通道校正装置。
第七方面,本申请提供了一种收发系统,包括第一方面提供的多通道校正装置和/或第四方面提供的多通道校正装置。第七方面提供的收发系统的有益效果与第一方面提供的多通道校正装置和/或第四方面提供的多通道校正装置的有益效果相同,在此不做赘述。
第八方面,本申请提供了一种基站,包括第七方面提供的收发系统。第八方面提供的基站的有益效果与收发系统的有益效果相同,在此不做赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例一提供的多通校正装置应用于发射通道的第一种结构原理示意图;
图2为本申请实施例一提供的多通道校正装置应用于发射通道的第二种结构原理示意图;
图3为检波器的输入端与通道耦合的具体结构示意图;
图4为本申请实施例一中第m’次幅度校正方法的工作流程图;
图5为本申请实施例一中第m”次相位校正方法的工作流程图;
图6为本申请实施例一提供的多通道校正装置相邻两次校正的逻辑结构框图;
图7为本申请实施例一中第m’次幅度校正方法的一种可实现的工作流程图;
图8为本申请实施例一中第m”次相位校正方法的一种可实现的工作流程图;
图9为本申请实施例一提供的多通道校正装置应用于基于ABF的多通道无线设备的结构原理示意图;
图10为本申请实施例一提供的多通道校正装置应用于基于HBF的多通道无线设备的结构原理示意图;
图11为本申请实施例一提供的多通道校正装置应用于基于DBF的多通道无线设备的结构原理示意图;
图12为实施例一中检波器的第一具体实现结构图;
图13为实施例一中检波器的第二种具体实现结构图;
图14为图2对应的多通道幅度校正中每个校正周期的第N’次校正的工作流程图;
图15为图2对应的多通道相位校正中每个校正周期的第N”次校正的工作流程图;
图16为本申请实施例三提供的多通道校正装置应用于接收通道的第一种结构原理示意图;
图17为本申请实施例三提供的多通道校正装置应用于接收通道的第二种结构原理示意图;
图18为参考源单元的输出端与通道耦合的具体结构示意图;
图19为本申请实施例三中第m’次幅度校正方法的工作流程图;
图20为本申请实施例三中第m”次相位校正方法的工作流程图;
图21为本申请实施例三提供的多通道校正装置相邻两次校正的逻辑结构框图;
图22为本申请实施例三中第m’次幅度校正方法的一种可实现的工作流程图;
图23为本申请实施例三中第m”次相位校正方法的一种可实现的工作流程图;
图24为图17对应的多通道幅度校正中每个幅度校正周期的第N次校正的工作流程图;
图25为图17对应的多通道相位校正中每个相位校正周期的第N次校正的工作流程图;
图26为本申请实施例五提供的多通道校正方法的工作流程图;
图27为本申请实施例五提供的多通道校正方法所划分的一级通道组和二级通道组之间的关系图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本申请提供的多通道校正装置、幅度校正方法、相位校正方法、收发系统和基站可应用于采用阵列天线的多通道无线设备,也可以应用于具有多通道处理单元的芯片的通道之间校正,以及芯片和芯片之间通道的校正。其中,阵列天线可以用于实现各种波束赋形技术,例如:数字波束赋形技术(Digital Beamforming,缩写为DBF)、模拟波束赋形技术(Analog Beamforming,缩写为ABF)或模拟、数字混合赋形技术(Hybird Beamforming,缩写为HBF)。
为了方便描述,当某一技术特征为多个时,通过在该技术特征的附图标记添加下标,以区分该技术特征的位置及次序。
实施例一
请参阅图1-图3,本申请的实施例提供的多通道校正装置,应用于发射通道,包括校正控制单元1和校正馈电单元;校正馈电单元包括M个检波器;每个检波器的两个输入端分别与两个通道耦合,每个检波器用于参与两个通道的幅度和/或相位校正,相邻两个检波器的输入端共同耦合一个通道,校正控制单元1分别与M个检波器的输出端连接;
如图3所示,Ai代表任意一个检波器,其下标为当前检波器的序号;Ti代表任意一个通道,其下标为当前通道的序号;Bi代表任意一个执行单元,其下标为当前执行单元;
第m检波器Am用于对第r通道Tr的校正测量信号和第k通道Tk的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道Tr和第k通道Tk幅度信息和/或相位信息的电平信号;其中,1≤m ≤M,1≤r≤N,1≤k≤N,r≠k,M为大于等于1的整数,N为通道数目,N为大于等于2 的整数;
校正控制单元1用于在幅度校正时,根据表征第r通道Tr和第k通道Tk幅度信息的电平信号,得到幅度校正系数,幅度校正系数用于校正第m检波器Am所耦合的两个通道的幅度,即每个检波器用于参与其所耦合的两个通道的幅度校正;和/或在相位校正时,根据表征第r通道Tr和第k通道Tk相位信息的电平信号,得到相位校正系数,相位校正系数校正第m检波器Am所耦合的两个通道的相位,即每个检波器用于参与两个通道的相位校正。
具体实施时,本实施例提供的多通道校正装置校正通道的方法包括多次校正,此处的校正可以为幅度校正,也可以为相位校正。
具体的,请参阅图4,第m’次幅度校正所校正的通道为第r通道和第k通道,M’为幅度校正次数,M’为大于等于1的整数,m’为大于等于1小于等于M’的整数;第m’次幅度校正的校正方法包括如下步骤:
S101:第m检波器Am对第r通道Tr的校正测量信号和第k通道Tk的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道Tr和第k通道Tk幅度信息的电平信号;
S102:校正控制单元1根据表征第r通道Tr和第k通道Tk幅度信息的的电平信号,得到幅度校正系数;
S103:第r执行单元Br和/或第k执行单元Bk根据幅度校正系数调整第r通道Tr的幅度和/或第k通道Tk的幅度,使第r通道Tr的幅度和第k通道Tk的幅度相等;
具体的,当m’=1,第r执行单元Br或第k执行单元Bk根据幅度校正系数调整第r通道Tr的幅度和/或第k通道Tk的幅度,使第r通道Tr的幅度和第k通道Tk的幅度相等;
当m’≥2,第m’次幅度校正中,第k通道Tk参与第m’-1次幅度校正,第k执行单元Br根据所述幅度校正系数调整第r通道Tr的幅度,使第r通道Tr的幅度和第k通道Tk 的幅度相等;
请参阅图5,第m”次相位校正所校正的通道为第r通道和第k通道,M”为相位校正次数,M”为大于等于1的整数;m”为大于等于1小于等于M”的整数;第m”次相位校正的校正方法包括如下步骤:
S201:第m检波器Am对第r通道Tr的校正测量信号和第k通道Tk的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道Tr和第k通道Tk相位信息的电平信号;
S202:校正控制单元1根据表征第r通道Tr和第k通道Tk相位信息的电平信号,得到相位校正系数;
S203:第r执行单元Br和/或第k执行单元Bk根据相位校正系数调整第r通道Tr的相位和/或第k通道Tk的相位,使第r通道Tr和第k通道Tk的相位偏差符合预设相位偏差;
具体的,当m”=1,第m”次相位校正中,第r执行单元Br和/或第k执行单元Bk根据相位校正系数调整第r通道Tr的相位和/或第k通道Tk的相位,使第r通道Tr和第k通道 Tk的相位偏差符合预设相位偏差。
当m”≥2,第m”次相位校正中,第k通道参与第m”-1次相位校正,第r执行单元Br根据相位校正系数调整第r通道Tr的相位,使第r通道Tr和第k通道Tk的相位偏差符合预设相位偏差。
其中,不管是第m’次幅度校正还是第m”次相位校正,第r通道Tr的校正测量信号均由第r通道Tr的收发机产生并发射,第k通道Tk的校正测量信号由第k通道Tk内的收发机产生并发射;且任意一个检波器从通道中所接收的校正测量信号为高频信号,检波器对校正测量信号检波,得到的电平信号为低频信号。
从图1和图2可以看出,各检波器的输入端直接耦合对应两个通道,在检波器参与校正时,其输出端与校正控制单元1直接连接,因此,各检波器可呈分布式排列,并不需要将各个检波器级联,就能实现通道中校正测量信号的获取和处理,并直接发送给校正控制单元1 进行数据处理。因此,相对传统校正装置,本实施例提供的校正装置能够有效降低高频馈电网络级联数量,降低高频馈电网络设计复杂度,而且通道数目越多,本实施例提供的校正装置的优势越明显。
此外,上述实施例中各检波器呈分布式排列,在工程实现上可以将这些检波器集成化,以进一步降低体积和成本,也可以将各个检波器与校正控制单元1集成在一个ASIC芯片中,当然上述各个检波器与校正控制单元1也可以采用分立元件来实现。
可以理解的是,请参阅图3,上述实施例中的通道与检波器的输入端耦合具体可以通过耦合器以及和分路器实现,也可以通过其他现有耦合结构实现;具体的,请参阅图1和图2,每个通道通过耦合器与和分路器相连,每个和分路器分别与两个检波器的输入端相连。
其中,图3中Ci为任意一个和分路器,其下标为当前和分路器的序号,Di为任意一个耦合器,其下标为当前耦合器的序号,且由于每个通道必然会与一个检波器耦合,因此,如果当前通道的序号确定,则当前和分路器的序号、以及当前耦合器的序号同样确定,即当前通道的序号、当前和分路器的序号和当前耦合器的序号相同。
而且,上述实施例中调整通道幅度或相位的执行单元可以是每个通道自身所具有的,也可以在多通道校正装置中增设与N个通道一一对应连接的N个执行单元;每个执行单元还与校正控制单元1连接,每个执行单元用于根据幅度校正系数调整与执行单元连接的通道的幅度,和/或根据相位校正系数调整与所述执行单元连接的通道的相位。这样在利用多通道校正装置校正通道时,不仅可以生成用于校正幅度的幅度校正系数和/或校正相位的相位校正系数,还可以使得校正装置能够对通道进行直接校正;其中,
任意一个执行单元用于调整与该执行单元相连的通道的幅度和/或相位,一般包括移相器和/或幅度调整器,移相器可以是模拟移相器或数字移相器,幅度调整器可以是模拟幅度调整器或数字幅度调整器。
另外,还可以在集成有检波器和校正控制单元1的ASIC芯片中,集成增设的执行单元以及实现通道与检波器的输入端连接的耦合器和和分路器,以实现多通道校正装置的小型化,也可以独立的将增设的执行单元以及实现通道与检波器的输入端连接的耦合器和和分路器集成到另外一个ASIC芯片中,并与集成有检波器和校正控制单元1的ASIC芯片连接。
需要说明的是,上述实施例中任一检波器的种类比较多,例如常见的和差检波器,该和差检波器可以根据校正测量信号所输出的电平信号,可以表征幅度,也可以表征相位。当然,上述实施例中任一检波器Ai的种类也可以是其他可实现的检波器。
图12给出了第一种检波器的具体实现结构图,其为和差检波器,其中,Sr和Sk为两个高频输入信号,U+和U-为两个高频输入信号的误差电平(低频信号)。
图13给出了第二种检波器的具体实现结构图,其为另一种和差检波器,其中,Sr和Sk 为两个高频输入信号,U为两个高频输入信号的误差电平(低频信号)。
通过对比图12和图13可以发现,图12为双输出端结构,而图13为单输出端结构,但可通过图13中的开关切换,实现两次输出,从实质上达到双输出端的作用。
进一步,考虑到每个检波器参与两个通道的校正,因此,上述实施例提供的多通道校正装置中检波器的数量M与通道数量N是密不可分的,且不管是幅度校正次数M’,还是相位校正次数M”,其次数均与检波器的数量M有关,下面结合附图说明检波器的数量、通道数量和校正次数之间的关系。
第一种关系:M=N-1,即检波器的数量M比通道数量N少一个,而由于每个检波器参与一次通道校正,因此,幅度校正次数M’和相位校正次数M”均等于N-1次。
至于通道校正的先后顺序,则与检波器和通道的耦合关系有关,例如:请参阅图6,第m 检波器Am所耦合的通道为第m通道Tm和第m+1通道Tm+1,即第m检波器Am参与第m 通道Tm和第m+1通道Tm+1的幅度和/或相位校正;第m+1检波器所耦合的通道为第m+1 通道Tm+1和第m+2通道Tm+2,即第m+1检波器Am+1参与第m+1通道Tm+1和第m+2 通道Tm+1的校正;其中,m≤N-2。此时,由于第m检波器Am参与第m通道Tm和第m+1 通道Tm+1的幅度和/或相位校正,第m+1检波器Am+1所耦合的通道为第m+1通道Tm+1 和第m+2通道Tm+2,可见,相邻两个检波器所耦合的通道是顺次排列的,这样就能简化各检波器与所耦合的通道之间的布线的复杂度,进一步降低了设计指标要求和工程实现难度。
示例性的,图1示出了第一种关系下,本实施例提供的多通道校正装置应用于发射通道的第一种结构原理示意图,其中,通道数量N=4,检波器的数量M=3,第1检波器A1的输入端耦合第1通道T1和第2通道T2,第2检波器A2的输入端耦合第2通道T2和第3通道 T3,第3检波器A3的输入端耦合第3通道T3和第4通道T4。
请参阅图4和图6,幅度校正时,第一次幅度校正:第1检波器A1参与第1通道T1和第2通道T2的幅度校正,第二次幅度校正:第2检波器A2参与第2通道T2和第3通道T3 的幅度校正,第三次幅度校正:第3检波器A3参与第3通道T3和第4通道T4的幅度校正。
结合图5和图6,相位校正时,第一次相位校正:第1检波器A1完成第1通道T1和第 2通道T2的相位校正,第二次相位校正:第2检波器A2完成第2通道T2和第3通道T3的相位校正,第三次相位校正:第3检波器A3完成第3通道T3和第4通道T4的相位校正。
第二种关系:M=N,即检波器的数量M等于通道数量N,而由于每个检波器参与一次通道校正,因此,幅度校正次数M’和相位校正次数M”至少应当为N次。至于通道校正的先后顺序,则与检波器和通道的耦合关系有关,例如:
当前检波器的序号1≤m≤N-2,请参阅图6,第m检波器Am所耦合的通道为第m通道Tm和第m+1通道Tm+1,即第m检波器Am参与第m通道Tm和第m+1通道Tm+1的幅度和/或相位校正;第m+1检波器所耦合的通道为第m+1通道Tm+1和第m+2通道Tm+2,即第m+1检波器Am+1参与第m+1通道Tm+1和第m+2通道Tm+2的幅度和/或相位校正;
当前检波器的序号m=N,第m检波器Am所耦合的通道为第N通道TN和第t通道Tt,其中,1≤t≤N-2,即第N检波器AN参与第N通道TN和第t通道Tt的校正。
至于t的选择,可以根据校正次数的多少选择,一般来说,校正次数越多,累积误差越大,因此,一般选择第1次校正时所校正的两个通道中的任意一个通道作为第t通道Tt。
可以理解的是,每次均是以前次校正的通道为基础进行校正,就有可能产生一定的误差,随着校正次数越大,误差积累可能越大,其所产生的误差被称为累计误差。
示例性的,图2示出了第二种关系下,本实施例提供的多通道校正装置应用于发射通道的第二种结构原理示意图;其中,通道数量N=4,检波器的数量m=4,第1检波器A1的输入端耦合第1通道T1和第2通道T2,第2检波器A2的输入端耦合第2通道T2和第3通道 T3,第3检波器A3的输入端耦合第3通道T3和第4通道T4,第4检波器A4的输入端耦合第4通道T4和第1通道T1。
幅度校正时,第一次幅度校正:第1检波器A1参与第1通道T1和第2通道T2的幅度校正;第二次幅度校正:第2检波器A2参与第2通道T2和第3通道T3的幅度校正;第三次幅度校正:第3检波器A3参与第3通道T3和第4通道T4的幅度校正;第四次幅度校正:第4检波器A4参与第4通道T4和第1通道T1的幅度校正,如果在该步骤发现第4通道T4 和第1通道T1的幅度不一致,则说明前3次幅度校正时存在累计误差,利用第4检波器A4 完成第4通道T4和第1通道T1的幅度校正,并返回第一次幅度校正,重新开始幅度校正,直到第4通道T4和第1通道T1的幅度一致,如果在该步骤发现第4通道T4和第1通道T1 的幅度一致,则说明不存在累积误差,结束幅度校正。
相位校正时,第一次相位校正:第1检波器A1参与第1通道T1和第2通道T2的相位校正;第二次相位校正:第2检波器A2参与第2通道T2和第3通道T3的相位校正;第三次相位校正:第3检波器A3参与第3通道T3和第4通道T4的相位校正,第四次相位校正:第4检波器A4参与第4通道T4和第1通道T1的相位校正,如果在该步骤发现表征第4通道T4和第1通道T1相位偏差的电平偏差不符合预设电平偏差,则说明前3次相位校正时存在累计误差,利用第4检波器A4完成第4通道T4和第1通道T1的相位校正,并返回第一次相位校正,重新开始相位校正,直到电平偏差所表征的第4通道T4和第1通道T1相位偏差符合预设相位偏差,如果在该步骤发现表征第4通道T4和第1通道T1相位偏差的电平偏差符合预设电平偏差,则说明不存在累积误差,结束相位校正。
通过对图2所示的多通道校正装置的幅度校正过程和相位校正过程的描述可以发现,第 2次校正是以第1次校正的第2通道T2为基础调整第3通道T3,实现第2通道T2和第3通道T3的校正,第3次校正是以第2次校正的第3通道T3为基础调整第4通道T4实现第3 通道T3和第4通道T4的校正,第4次校正是以第3次校正的第4通道T4为基础调整第1 通道T1实现第4通道T4和第1通道T1的校正。
作为一种可实现的方式,上述实施例中的表征第r通道和第k通道幅度信息的电平信号包括表征第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平;
表征第r通道和第k通道相位信息的电平信号包括表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差的电平偏差。该实现方式举例说明表征第r通道和第k通道幅度信息和相位信息的电平信号。
图6中示出了上述实施例中的校正控制单元1的结构,其包括控制模块11和数据处理模块12;数据处理模块12的输入端分别与m个检波器连接,数据处理模块12的输出端与每个执行单元Bi连接;
控制模块11用于在幅度校正时控制数据处理模块12读取第m检波器Am发送的表征第 r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平,和/或在相位校正时控制数据处理模块12读取第m检波器Am发送的表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差;
数据处理模块12用于在幅度校正时根据表征第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平的电平偏差得到幅度校正系数;和/或,根据预设电平偏差和表征第r通道和第 k通道相位偏差的电平偏差,得到相位校正系数;
具体的,数据处理模块12在幅度校正时判断表征第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平是否存在电平偏差,在存在电平偏差时,根据电平偏差得到幅度校正系数;和/或在相位校正时判断表征第r通道Tr和第k通道Tk相位偏差的电平偏差是否符合预设电平偏差,在不符合预设电平偏差时,根据预设电平偏差和表征第r通道Tr和第k通道Tk相位偏差的电平偏差,得到相位校正系数;
控制模块11还用于在幅度校正时,控制数据处理模块1向执行单元发送幅度校正系数,使执行单元根据幅度校正系数调整第m检波器Am所耦合的通道的幅度,和/或在相位校正时,控制数据处理模块1向执行单元发送相位校正系数,使执行单元根据相位校正系数调整第m 检波器Am所耦合的通道的相位。
请参阅图7,第m’次幅度校正时的工作过程如下:
第一步,第m检波器Am接收通过第r通道Tr和第k通道Tk的校正测量信号,对通过第r通道Tr和第k通道Tk的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道Tr幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平;
第二步,控制模块11控制数据处理模块12读取第m检波器Am发送的表征第r通道Tr幅度的检波电平和表征第k通道Tk幅度的检波电平;
第三步,数据处理模块12判断表征第r通道Tr幅度的检波电平和表征第k通道Tk幅度的检波电平是否存在电平偏差;
如果是,则根据电平偏差得到幅度校正系数;如果否,则结束第m’次幅度校正,启动第m’+1次幅度校正或结束多通道幅度校正;
第四步,控制模块11控制数据处理模块12向第r执行单元Br和/或第k执行单元Bk发送幅度校正系数;
第五步,第r执行单元Br和/或第k执行单元Bk根据幅度校正系数调整第r通道Tr的幅度和/或第k通道Tk的幅度,使第r通道Tr的幅度和第k通道Tk的幅度相等。
请参阅图8,第m”次相位校正时的工作过程如下:
第一步,第m检波器Am接收通过第r通道Tr和第k通道Tk的校正测量信号,对通过第r通道Tr和第k通道Tk的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道Tr和第k通道Tk 相位偏差的电平偏差;
第二步,控制模块11控制数据处理模块12读取第m检波器Am发送的表征第r通道Tr和第k通道Tk相位偏差的电平偏差;
第三步,数据处理模块12判断表征第r通道Tr和第k通道Tk相位偏差的电平偏差是否符合预设电平偏差;
如果是,则结束第m”次相位校正,启动第m”+1次相位校正或结束多通道相位校正;
如果否,则根据预设电平偏差和表征第r通道Tr和第k通道Tk相位偏差的电平偏差,得到相位校正系数;
第四步,控制模块11控制数据处理模块12向第r执行单元Br和/或第k执行单元Bk发送相位校正系数;
第五步,第r执行单元Br或第k执行单元Bk根据相位校正系数调整第r通道Tr的相位和/或第k通道Tk的相位,使第r通道Tr和第k通道Tk的相位偏差符合预设相位偏差。
在该实现方式中,由于数据处理模块12分别与M个检波器连接,而控制模块11控制数据处理模块12读取第m检波器Am的输出电平信号,并控制数据处理模块12在幅度校正时向第r执行单元Br和/或第k执行单元Bk发送幅度校正系数,以实现第m检波器所耦合的通道的幅度校正,在相位校正时,向第r执行单元Br和/或第k执行单元Bk发送相位校正系数,以实现所述第m检波器所耦合的通道相位校正;因此,通过该控制模块11可以使得数据处理模块12可控化的实现对应通道的幅度和/或相位校正。
另外,上述启动第m’次幅度校正或第m”次相位校正时,从硬件实现上来说,控制模块11既可以与每个检波器的控制端相连,也可以与数据处理模块12相连,只要能够保证数据处理模块12读取第m检波器Am发送的表征第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平,和/或保证数据处理模块12读取第m检波器Am发送的表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差。
需要说明的是,上述实施例中的校正控制单元1中的控制模块11和数据处理模块12可以集成到一个ASIC芯片中,也可以采用分立元件来实现。
此外,上述实施例提供的多通道校正装置,不限于校正如图1或图2所示的4个通道,也可以校正更多的通道,只是校正通道的数量不同时,其所参与的检波器的数量也会有所不同。当所需要校正的通道数量比较多时,可以利用将本实施例提供的多通道校正装置集成在 ASIC芯片中,然后将多个集成有多通道校正装置的ASIC芯片通过高频电路互联,从而实现数量较大的通道的校正。
考虑到多通道无线设备基于的波束赋形技术自身结构特点,校正装置在实际应用时的结构有所不同。
图9示出了实施例一提供的校正装置应用于基于ABF的多通道无线设备时的结构示意图;
图10示出了实施例一提供的校正装置应用于基于HBF的多通道无线设备时的结构示意图;
图11示出了实施例一提供的校正装置应用于基于DBF的多通道无线设备时的结构示意图;通过图9~图11可以看出,将本申请实施例提供的校正装置应用在基于ABF、HBF以及 DBF的多通道无线设备时,均可以极大减小校正馈电网络高频电路的设计复杂度。
可以理解的是,上述实施例中的执行单元用于调整每个通道的幅度和/或相位,一般包括移相器和幅度调整器,移相器可以是模拟移相器或数字移相器,幅度调整器可以是模拟幅度调整器或数字幅度调整器。如果移相器为数字移相器,幅度调整器为数字幅度调整器,当校正装置应用于基于DBF的多通道无线设备时,可以利用基于DBF的多通道无线设备中的收发机包含的数字执行单元实现幅度或相位的校正。
实施例二
本申请实施例提供了一种多通道幅度和/或相位校正方法,应用于发射通道,包括M’次幅度校正和/或M”次相位校正。
首先,以幅度校正为例,说明本申请实施例提供的应用于发射通道的多通道幅度校正方法,所述M’次幅度校正中,每次幅度校正所校正的通道数量为两个,相邻两次幅度校正所校正的通道中具有一个相同通道,第m’次幅度校正的通道为第r通道Tr和第k通道Tk,r≠k,r、k均为大于等于1小于等于N的整数,N为通道数目,N为大于等于2的整数,M’为大于等于1的整数;m’为大于等于1小于等于M’的整数。
多通道校正装置进行图4所示的第m’次幅度校正的校正方法,具体步骤如实施例一中所述,此处不再赘述。
其中,本实施例提供的多通道幅度校正方法可使用基于上述实施例一提供的多通道校正装置实施,也可以使用其他校正装置实现。
示例性的,作为第m’次幅度校正的校正方法的一种可行的实现方式,下面给出S101 和S102的具体方法。
S101中,对第r通道Tr的校正测量信号和第k通道Tk的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道Tr和第k通道Tk幅度信息的电平信号的方法具体包括:
对第r通道Tr的校正测量信号进行检波,得到表征第r通道Tr幅度的检波电平;
对第k通道Tk的校正测量信号进行检波,得到表征第k通道Tk幅度的检波电平。
进一步,还可以打开第r通道Tr,关闭第k通道Tk,以在没有第k通道Tk的干扰下,对第k通道Tk的校正测量信号进行检波,得到表征第r通道Tr幅度的检波电平;同理,打开第k通道Tk,关闭第r通道Tr,以在没有第r通道Tr的干扰下,对第k通道Tk的校正测量信号进行检波,得到表征第k通道Tk幅度的检波电平。
可以理解的是,在打开第r通道Tr,关闭第k通道Tk时,既可以向第r通道Tr中发送校正测量信号,也可以向第r通道Tr和第k通道Tk发送校正测量信号,只是因为关闭第k 通道Tk关闭,因此,保证了独立的获取表征第r通道Tr幅度的检波电平。
同理,打开第k通道Tk,关闭第r通道Tr,既可以向第k通道Tk中发送校正测量信号,也可以同时向第r通道Tr和第k通道Tk发送校正测量信号,只是因为关闭第r通道Tr关闭,因此,保证了独立的获取表征第k通道Tk幅度的检波电平。
可选的,S101中,对第r通道Tr的校正测量信号进行检波前还包括:第r通道Tr中的收发机向第r通道Tr发送校正测量信号;对第k通道Tk的校正测量信号进行检波前还包括:第k通道Tk中的收发机向第k通道Tk发送校正测量信号,以避免多通道校正装置中不必要的硬件结构。
可选的,多通道校正装置还可以进行图7所示的根据表征第r通道Tr和第k通道Tk幅度信息的电平信号,得到幅度校正系数的具体方法,具体实施过程参照实施例一中对图7的相关描述,此处不再赘述。
而幅度校正的次数M’与通道数目N的数量关系可以根据实际情况设定,下面给出两种数量关系下,当前幅度校正次数与当前校正通道的序号的对应关系。
第一种数量关系:M’=N-1,则请参阅图6,第m’次幅度校正所校正的通道为第m通道Tm和第m+1通道Tm+1,第m’+1次幅度校正所校正的通道为第m+1通道Tm+1和第 m+2通道Tm+2。在硬件实现上,这种数量关系的校正方法适用于实施例一给出的第一种关系下的多通道校正装置,示例硬件结构如图1所示,其具体幅度校正过程和原理说明可参考实施例一对于图4、图6和图7进行的详细说明。
从第一种数量关系可以发现,M’=N-1时,通过N’-1次幅度校正即可完成N个通道的幅度校正。
第二种数量关系:M’=αN,则幅度校正方法包括α个幅度校正周期,每个幅度校正周期包括N’次幅度校正;其中,N’=N,α为幅度校正周期的个数,α为大于等于1的整数;每个幅度校正周期的N’次幅度校正中:
当m’≤N-2时,请参阅图6,第m’次幅度校正所校正的通道为第m通道Tm和第m+1 通道Tm+1,第m’+1次幅度校正所校正的通道为第m+1通道Tm+1和第m+2通道Tm+2;
当m’=N时,请参阅图14,第m’次幅度校正所校正的通道为第N通道TN和第t通道Tt;其中,1≤t≤N-2。
第二种数量关系下,通过第N’次幅度校正可以确定多次幅度校正是否所带来的累积误差,如果确定,则可以通过下一个幅度校正周期对所有通道进行幅度校正,直到不存在累积误差为止。可选的,可以通过设定M’=αN,进行幅度校正可以避免多次幅度校正过程所带来的累积误差。在硬件实现上,这种数量关系的校正方法适用于实施例一给出的第二种关系下的多通道校正装置,示例硬件结构如图2所示,其具体校正过程和原理说明可参考实施例一对于图4、图6和图7进行的详细说明。
示例性的,图14给出了第二种数量关系下,每个幅度校正周期的第N’次幅度校正方法,具体步骤如下:
第一步,多通道校正装置对第N通道TN的校正测量信号和第t通道Tt的校正测量信号进行检波,获取表征第N通道幅度的检波电平和表征第t通道幅度的检波电平;
第二步,判断表征所述第N通道幅度的检波电平和表征第t通道幅度的检波电平是否存在电平偏差;
若存在电平偏差,则根据所述电平偏差获得幅度校正系数,根据幅度校正系数调整第t 通道Tt的幅度,使第N通道TN的幅度和第t通道Tt的幅度相等,并启动下一个幅度校正周期;
若不存在电平偏差,则结束第N’次幅度校正,完成多通道幅度的校正。
可以理解的是,t的选择,可以根据幅度校正的次数的多少选择,一般来说,幅度校正次数越多,累积误差越大,所以,选择第1次幅度校正所校正的两个通道中任意一个通道作为第t通道Tt。例如,当第1次幅度校正所校正的通道包括第1通道T1和第2通道T2时,则令t=1或2,此时累计误差判断最为准确。
本申请实施例提供的应用于发射通道的多通道相位校正方法,与上述应用于发射通道的多通道幅度校正方法过程类似,可以参照图5、图6、图8、图15以及实施例一中关于相位校正的具体描述,下面仅针对相位校正和幅度校正的不同之处分别说明。
示例性的,作为第m”次相位校正的校正方法的一种可行的实现的方式,给出了S201 和S202的具体方法。
S201中,对第r通道Tr的校正测量信号和第k通道Tk的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道Tr和第k通道Tk相位信息的电平信号的方法具体包括:
对第r通道Tr的校正测量信号和第k通道Tk的校正测量信号进行检波,得到表征第r 通道和第k通道相位偏差的电平偏差;其中,第r通道Tr的校正测量信号和第k通道Tk的校正测量信号相同。由于第r通道Tr的校正测量信号和第k通道Tk的校正测量信号相同,这样在使用一个检波器检波时,能够防止因两个通道产生的校正测量信号具有时间差异而造成的检波误差,以准确获得两个通道的相位偏差。可选的,还可以同时打开第r通道Tr和第 k通道Tk,对第r通道Tr的校正测量信号和第k通道Tk的校正测量信号同时进行检波,以进一步提高获取两个通道的相位偏差的准确度。
可以理解的是,在同时打开第r通道Tr和第k通道Tk时,是同时向第r通道Tr和第k通道Tk发送校正测量信号,保证了获取的表征第r通道Tr和第k通道Tk相位信息的电平信号不因为时间差而产生误差。
可选的,S201中,对第r通道Tr的校正测量信号和第k通道Tk的校正测量信号进行检波前还包括:第r通道Tr中的收发机向第r通道Tr发送校正测量信号和第k通道Tk中的收发机向第k通道Tk发送校正测量信号,这样就能在硬件上减少不必要的模块,使得存储校正测量信号的数据存储单元能够集成在校正装置中。
需要说明的是,上述实施例二提供的多通道幅度和/或相位校正方法,不限于校正如图1 或图2所示的4个通道,也可以校正更多的通道,只是校正通道的数量不同时,其相位校正次数M”也会有所不同。
实施例三
请参阅图16-图18,本实施例提供了一种多通道的校正装置,应用于接收通道,包括校正馈电单元以及与N个通道分别相连的校正控制单元1,校正馈电单元包括Q个参考源单元;每个参考源单元的输出端分别耦合两个通道,每两个参考源单元的输出端共同耦合一个通道;
如图18所示,Ei代表任意一个参考源单元,其下标为当前参考源单元的序号;Ti代表任意一个通道,其下标为当前通道的序号;Bi代表任意一个执行单元,其下标为当前执行单元的序号;
第m参考源单元Em用于将校正测量信号发送给第r通道Tr和第k通道Tk,所述校正测量信号用于第r通道Tr和第k通道Tk的幅度和/或相位的测量;其中,1≤m≤Q,1≤r≤ N,1≤k≤N,r≠k,Q为大于等于1的整数,N为大于等于2的整数;
校正控制单元1用于在幅度校正时根据第r通道Tr和第k通道Tk的幅度,得到幅度校正系数,幅度校正系数用于校正第m参考源单元Em所耦合的两个通道的幅度,即每个参考源单元用于参与其所耦合的两个通道的幅度校正;和/或在相位校正时根据第r通道Tr和第k 通道Tk的相位,得到相位校正系数,相位校正系数校正第m参考源单元Em所耦合的两个通道的相位,即每个参考源单元用于参与其所耦合的两个通道的相位校正。
可选的,参考源单元可以根据控制信号的指示发送校正测量信号给相应的接收通道。
可选的,每个接收通道接收的校正测量信号,发送至接收机,可以利用接收机的数字单元根据每个通道的校正测量信号,测量每个接收通道的幅度和/或相位。
具体实施时,本实施例提供的多通道校正装置校正通道的方法包括多次校正,此处的校正可以为幅度校正,也可以为相位校正。
请参阅图19,第m’次幅度校正的通道为第r通道Tr和第k通道Tk,r≠k,M’为幅度校正次数,M’为大于等于1的整数;m’为大于等于1小于等于M’的整数;第m’次幅度校正的校正方法包括如下步骤:
S101':第m参考源单元Em将校正测量信号发送给第r通道Tr和第k通道Tk;
S102':校正控制单元1根据校正测量信号测量的第r通道Tr的幅度和第k通道Tk的幅度,得到幅度校正系数;
S103':第r执行单元Br和/或第k执行单元Bk根据幅度校正系数调整第r通道Tr的幅度和/或第k通道Tk的幅度,使第r通道Tr的幅度和第k通道Tk的幅度相等;
具体的,当m’=1,第r执行单元Br或第k执行单元Bk根据幅度校正系数调整第r通道Tr的幅度和/或第k通道Tk的幅度,使第r通道Tr的幅度和第k通道Tk的幅度相等;
当m’≥2,第m’次幅度校正中,第k通道Tk参与第m’-1次幅度校正,第k执行单元Br根据所述幅度校正系数调整第r通道Tr的幅度,使第r通道Tr的幅度和第k通道Tk 的幅度相等。
请参阅图20,第m”次相位校正的通道为第r通道Tr和第k通道Tk,r≠k,M”为相位校正次数,M”为大于等于1的整数;m”为大于等于1小于等于M”的整数;第m”次相位校正的校正方法包括如下步骤:
S201':第m参考源单元Em将校正测量信号发送给第r通道Tr和第k通道Tk;
S202':校正控制单元1根据校正测量信号测量的第r通道Tr和第k通道Tk的相位,得到相位校正系数;
S203':第r执行单元Br和/或第k执行单元Bk根据相位校正系数,调整第r通道Tr的相位和/或第k通道Tk的相位,使第r通道Tr和第k通道Tk的相位偏差符合预设相位偏差。
具体的,当m”=1,第m”次相位校正中,第r执行单元Br和/或第k执行单元Bk根据相位校正系数调整第r通道Tr的相位和/或第k通道Tk的相位,使第r通道Tr和第k通道 Tk的相位偏差符合预设相位偏差。
当m”≥2,第m”次相位校正中,第k通道参与第m”-1次相位校正,第r执行单元Br根据相位校正系数调整第r通道Tr的相位,使第r通道Tr和第k通道Tk的相位偏差符合预设相位偏差。
其中,不管是第m’次幅度校正还是第m”次相位校正,校正测量信号用于测量第r通道Tr和第k通道Tk的幅度和/或相位,均是指校正测量信号分别通过第r通道Tr和第k通道Tk,携带了第r通道Tr和第k通道Tk的幅度信息和/或相位信息,从而可以用于测量第r通道Tr和第k通道Tk的幅度/相位;可选的,控制信号可以作为第m’参考源单元发出校正测量信号的控制指令,使得第m参考源单元能够根据控制信号将校正测量信号发送给第r通道 Tr和第k通道Tk。
另外,从图16和图17可以看出,各参考源单元的输出端直接耦合对应通道,因此,各参考源单元可呈分布式排列,并不需要将各个参考源单元级联,就能实现向通道中输入校正测量信号,测量对应通道的幅度和/或相位。因此,相对传统校正装置,本实施例提供的校正装置能够有效降低高频馈电网络级联数量,降低高频馈电网络设计复杂度,而且通道数目越多,本实施例提供的校正装置的优势越明显。
此外,上述实施例中各参考源单元呈分布式排列,在工程实现上可以将这些参考源单元集成化,以进一步降低体积和成本,也可以将各个参考源单元与校正控制单元1集成在一个 ASIC芯片中,当然也可以将上述各个参考源单元和校正控制单元1也可以采用分立元件来实现。
可以理解的是,请参阅图18,上述实施例中的参考源单元的输出端与通道耦合具体可以通过耦合器以及和分路器实现;也可以通过其他现有耦合结构实现;具体的,请参阅图16和图17,每个通道通过耦合器与和分路器相连,每个和分路器分别与两个参考源单元的输出端相连。
其中,图18中Ci为任意一个和分路器,其下标为当前和分路器的序号,Di为任意一个耦合器,其下标为当前耦合器的序号,且由于每个通道必然会与一个参考源单元耦合,因此,如果当前通道的序号确定,则当前和分路器的序号、以及当前耦合器的序号同样确定,即当前通道的序号、当前和分路器的序号和当前耦合器的序号相同。
而且,上述实施例中调整通道幅度或相位的执行单元可以是每个通道自身所具有的,也可以在多通道校正装置中增设与N个通道一一对应连接的N个执行单元;每个执行单元还与校正控制单元1连接,每个执行单元用于根据幅度校正系数调整与执行单元连接的通道的幅度,和/或根据相位校正系数调整与所述执行单元连接的通道的相位。这样在利用多通道校正装置校正通道时,不仅可以生成用于校正幅度的幅度校正系数和/或校正相位的相位校正系数,还可以使得校正装置能够对通道进行直接校正;其中,
任意一个执行单元用于调整与该执行单元相连的通道的幅度和/或相位,一般包括移相器和/或幅度调整器,移相器可以是模拟移相器或数字移相器,幅度调整器可以是模拟幅度调整器或数字幅度调整器。
另外,还可以在集成有参考源单元和校正控制单元1的ASIC芯片中,集成增设的执行单元以及实现通道与参考源单元的输出端连接的耦合器和和分路器,以实现多通道校正装置的小型化,也可以独立的将增设的执行单元以及实现通道与参考源单元的输入端连接的耦合器和和分路器集成到另外一个ASIC芯片中,并与集成有检波器和校正控制单元1的ASIC芯片连接。
进一步,考虑到每个参考源单元参与两个通道的校正,因此,上述实施例提供的多通道校正装置中参考源的数量Q与通道数量N是密不可分的,且不管是在进行幅度校正次数M’,还是在进行相位校正次数M”,其校正次数均与参考源单元的数量Q有关,下面结合附图说明检波器的数量、通道数量和校正次数之间的关系。
第一种关系:Q=N-1,即参考源单元的数量Q比通道数量N少一个,而由于每个参考源单元参与一次通道校正,因此,幅度校正次数M’和相位校正次数M”均等于N-1次。
至于通道校正的先后顺序,则与检波器和通道的耦合关系有关,例如:请参阅图21,第 m参考源单元Em所耦合的通道为第m通道Tm和第m+1通道Tm+1,即第m参考源单元 Em参与第m通道Tm和第m+1通道Tm+1的幅度和/或相位校正;第m+1参考源单元Em+1 所耦合的通道为第m+1通道Tm+1和第m+2通道Tm+2,即第m+1参考源单元Em+1参与第 m+1通道Tm+1和第m+2通道Tm+2的幅度和/或相位校正;其中,m≤N-2。此时,由于第 m参考源单元Em参与第m通道Tm和第m+1通道Tm+1的幅度和/或相位校正,第m+1参考源单元Em+1所耦合的通道为第m+1通道Tm+1和第m+2通道Tm+2,可见,相邻两个参考源单元所耦合的通道是顺次排列的,这样就能简化各参考源单元与所耦合的通道之间的布线的复杂度,进一步降低了设计指标要求和工程实现难度。
示例性的,图16示出了第一种关系下,本实施例提供的多通道校正装置应用于接收通道的第一种原理结构示意图,其中,通道数量N=4,参考源单元的数量Q=3,第1参考源单元 E1的输出端耦合第1通道T1和第2通道T2,第2参考源单元E2的输出端耦合第2通道T2和第3通道T3,第3参考源单元E3的输入端耦合第3通道T3和第4通道T4。
请参阅图19和图21,第一次幅度校正:第1参考源单元E1参与第1通道T1和第2通道T2的幅度校正,第二次幅度校正:第2参考源单元E2参与第2通道T2和第3通道T3的幅度校正,第三次幅度校正:第3参考源单元E3参与第3通道T3和第4通道T4的幅度校正。
请参阅图20和图21,相位校正时,第一次相位校正:第1参考源单元E1完成第1通道T1和第2通道T2的相位校正,第二次相位校正:第2参考源单元E2参与第2通道T2和第 3通道T3的相位校正,第三次相位校正:第3参考源单元E3参与第3通道T3和第4通道 T4的相位校正。
第二种关系:Q=N,即参考源单元的数量Q等于通道数量N,而由于每个参考源单元参与一次通道校正,因此,幅度校正次数M’和相位校正次数M”至少应当为N次。至于通道校正的先后顺序,则与检波器和通道的耦合关系有关,例如:
当前参考源单元所在序号m≤N-2,请参阅图21,第m参考源单元Em所耦合的通道为第m通道Tm和第m+1通道Tm+1,即第m参考源单元Em参与第m通道Tm和第m+1通道Tm+1的幅度和/或相位校正;第m+1参考源单元Em+1所耦合的通道为第m+1通道Tm+1 和第m+2通道Tm+2,即第m+1参考源单元Em+1参与第m+1通道Tm+1和第m+2通道Tm+2 的幅度和/或相位校正;
当前参考源单元所在序号m=N,第m参考源单元Em所耦合的通道为第N通道TN和第t通道Tt,其中,1≤t≤N-2,即第N参考源单元EN参与第N通道TN和第t通道Tt的校正。
所述t的选择以及对累积误差的说明可以参考实施例二中的描述,此处不再赘述。
示例性的,图17示出了第二种关系下,本实施例提供的多通道校正装置应用于发射通道的第二种结构原理示意图;其中,通道数量N=4,参考源单元的数量Q=4,第1参考源单元 E1的输出端耦合第1通道T1和第2通道T2,第2参考源单元E2的输出端耦合第2通道T2和第3通道T3,第3参考源单元E3的输出端耦合第3通道T3和第4通道T4,第4参考源单元E4的输出端耦合第4通道T4和第1通道T1。
幅度校正时,第一次幅度校正:第1参考源单元E1参与第1通道T1和第2通道T2的幅度校正,第二次幅度校正:第2参考源单元E2参与第2通道T2和第3通道T3的幅度校正,第三次幅度校正:第3参考源单元E3参与第3通道T3和第4通道T4的幅度校正,第四次幅度校正:第4参考源单元E4参与第4通道T4和第1通道T1的幅度校正,如果在该步骤发现校正测量信号所测量的第4通道T4和第1通道T1幅度存在幅度偏差,则说明前3 次幅度校正时存在累积误差,利用第4参考源单元E4参与第4通道T4和第1通道T1的幅度校正,并返回第一次幅度校正,重新开始幅度校正,直到第4通道T4和第1通道T1的幅度一致,如果在该步骤发现第4通道T4和第1通道T1的幅度一致,则说明不存在累积误差,结束幅度校正。
相位校正时,第一次相位校正:第1参考源单元E1参与第1通道T1和第2通道T2的相位校正,第二次相位校正:第2参考源单元E2参与第第2通道T2和第3通道T3的相位校正,第三次相位校正:第3参考源单元E3参与第3通道T3和第4通道T4的相位校正,第四次相位校正:第4参考源单元E4参与第4通道T4和第1通道T1的相位校正,如果在该步骤发现校正测量信号所测量的第4通道T4和第1通道T1的相位所存在的相位偏差是不符合预设相位偏差,则说明前3次相位校正时存在累计误差,利用第4参考源单元E4参与第 4通道T4和第1通道T1的相位校正,并返回第一次相位校正,重新开始相位校正,直到校正测量信号所测量的第4通道T4和第1通道T1的相位所存在的相位偏差符合预设相位偏差,就说明不存在累积误差,结束相位校正。
通过上述对图17所示的多通道校正装置的幅度校正过程和相位校正过程的描述可以发现,第2次校正是以第1次校正的第2通道T2为基础调整第3通道T3,实现第2通道T2和第3通道T3的校正,第3次校正是以第2次校正的第3通道T3为基础调整第4通道T4 实现第3通道T3和第4通道T4的校正,第4次校正是以第3次校正的第4通道T4为基础调整第1通道T1实现第4通道T4和第1通道T1的校正。
需要说明的是,上述实施例中校正测量信号能够被通道直接接收,校正测量信号应为高频信号,而作为校正测量信号发出的控制指令的控制信号,既可以是外加的控制指令生成设备生成,也可以通过校正控制单元控制。
作为一种优选的实现方式,上述实施例中参考源单元的控制信号由校正控制单元1提供,该控制信号一般为低频信号,以方便硬件实现。
图21中示出了上述实施例中校正控制单元1结构,该校正控制单元1包括控制模块11 和数据处理模块12;控制模块11的输出端分别与Q个参考源单元的输入端相连,数据处理模块12分别与N个通道相连;
控制模块11用于向第m参考源单元Em发送控制信号;以及控制数据处理模块12在幅度校正时,获取第r通道Tr和第k通道Tk的幅度,和/或在相位校正时,获取第r通道Tr和第k通道Tk的相位;
数据处理模块12用于在幅度校正时,根据第r通道和第k通道的幅度,获得幅度校正系数;和/或根据预设相位偏差、第r通道和第k通道的相位所存在的相位偏差,得到相位校正系数;
具体的,数据处理模块12在幅度校正时,判断校正测量信号所测量的第r通道Tr和第k 通道Tk的幅度是否存在幅度偏差,在存在幅度偏差时,根据所述幅度偏差获得幅度校正系数;和/或在相位校正时,判断校正测量信号所测量的第r通道Tr和第k通道Tk的相位所存在的相位偏差是否符合预设相位偏差,在不符合预设相位偏差时,根据第r通道Tr的相位和第k 通道Tk的相位所存在的相位偏差,以及预设相位偏差,得到相位校正系数;
控制模块11还用于在幅度校正时,控制数据处理模块12向执行单元发送幅度校正系数,使执行单元根据幅度校正系数调整第m参考源单元Em所耦合的通道的幅度,和/或在相位校正时,控制数据处理模块12向执行单元发送相位校正系数,使执行单元根据相位校正系数调整第m参考源单元Em所耦合的通道的相位。
请参阅图22,第m’次幅度校正时的工作过程如下:
第一步,控制模块11向第m参考源单元Em发送控制信号;
第二步,第m参考源单元Em根据控制信号将校正测量信号发送给第r通道Tr和第k通道Tk;
第三步,控制模块11控制数据处理单元12获取第r通道和第k通道的幅度,数据处理单元12判断第r通道Tr和第k通道Tk的幅度是否存在幅度偏差;
如果是,根据所述幅度偏差获得幅度校正系数,转入第四步;如果否,则结束第m’次幅度校正,启动第m’+1次幅度校正;
第四步,控制模块11控制数据处理模块12向第r执行单元Br和/或第k执行单元Bk发送幅度校正系数;
第五步,第r执行单元Br或第k执行单元Bk根据幅度校正系数调整第r通道Tr的幅度和/或第k通道Tk的幅度,使第r通道Tr的幅度和第k通道Tk的幅度相等。
请参阅图23,第m”次相位校正时的工作过程如下:
第一步,控制模块11向第m参考源单元Em发送控制信号;
第二步,第m参考源单元Em根据控制信号将校正测量信号发送给第r通道Tr和第k通道Tk;
第三步,控制模块11控制数据处理模块12获取第r通道和第k通道的相位,数据处理模块12判断第r通道Tr和第k通道Tk的相位所存在的相位偏差是否符合预设相位偏差;
如果是,则结束第m”次相位校正,启动第m”+1次相位校正;
如果否,则根据预设相位偏差和第r通道Tr和第k通道Tk的相位所存在的相位偏差,得到相位校正系数,转入第四步;
第四步,控制模块11控制数据处理模块12向第r执行单元Br和/或第k执行单元Bk发送相位校正系数;
第五步,第r执行单元Br或第k执行单元Bk根据相位校正系数调整第r通道Tr的相位和/或第k通道Tk的相位,使第r通道Tr和第k通道Tk的相位偏差符合预设相位偏差。
在该实现方式中,由于控制模块11向第m参考源单元Em发送控制信号使得第m参考源单元Em能够根据控制信号将校正测量信号发送给第r通道Tr和第k通道Tk,这样就能保证当前参考源单元在控制模块11的控制下将校正测量信号直接发送给对应的两个通道,使得当前参考源单元向对应两个通道发送校正测量信号可控化。
另外,上述启动第m’次幅度校正或第m”次相位校正时,是通过控制模块11向第m参考源单元Em发送控制信号实现的,上述启动第m’+1次幅度校正是通过控制模块11向第m+1参考源单元Em+1发送控制信号实现的。
此外,上述实施例提供的多通道校正装置,不限于校正如图1或图2所示的4个通道,也可以校正更多的通道,只是校正通道的数量不同时,其所参与的参考源数量数量也会有所不同。当所需要校正的通道数量比较多时候,可以利用将本实施例提供的多通道校正装置集成在ASIC芯片中,然后将多个集成有多通道校正装置集的ASIC芯片通过高频电路互联,从而实现数量较大的通道的校正。
考虑到多通道无线设备基于的波束赋形技术自身结构特点,本实施例提供的多通道校正装置在实际应用时的结构有所不同。
具体的,本实施例提供的多通道校正装置也可以应用于基于ABF、HBF、DBF的多通道无线设备,具体结构示意图以及原理与图9~图11类似,不同的是图9~图11中的检波器在本实施例中替换为参考源单元,此处不再赘述。
实施例四
本申请实施例提供了一种多通道幅度和/或相位校正方法,应用于接收通道,该校正方法包括M’次幅度校正和/或M”次相位校正。
以幅度校正为例,说明本申请实施例提供的应用于接收通道的多通道幅度校正方法,所述M’次幅度校正中,每次幅度校正所校正的通道数量为两个,相邻两次幅度校正所校正的通道中具有一个相同通道,第m’次幅度校正的通道为第r通道Tr和第k通道Tk,r≠k,r、k均为大于等于1小于等于N的整数,N为通道数目,N为大于等于2的整数,M’为大于等于1的整数;m’为大于等于1小于等于M’的整数;
多通道校正装置进行图19所示的,第m’次幅度校正的校正方法,具体步骤如实施例三中所述,此处不再赘述。
其中,本实施例提供的多通道幅度校正方法可使用基于上述实施例三提供的校正装置实施,也可以使用其他校正装置实现。
示例性的,作为第m’次幅度校正的校正方法的一种可行的实现方式,下面给出了S101' 和S102'的具体方法。
S101'中,将校正测量信号发送给第r通道Tr和第k通道Tk的方法具体包括:
将校正测量信号发送给第r通道Tr;
将校正测量信号发送给第k通道Tk。
进一步,打开第r通道Tr,关闭第k通道Tk,根据控制信号将高频的校正测量信号发送给第r通道Tr,以保证独立的测量表征第r通道Tr的幅度;而且,在打开第r通道Tr,关闭第k通道Tk时,既可以是向第r通道Tr中发送高频的校正测量信号,也可以是同时向第r 通道Tr和第k通道Tk发送高频的校正测量信号。
同理,打开第k通道Tk,关闭第r通道Tr,以保证独立的测量表征第k通道Tk的幅度;而且,在打开第k通道Tk,关闭第r通道Tr时,也可以是同时向第r通道Tr和第k通道Tk 发送校正测量信号,从而避免不同通道之间校正测量信号的干扰。
可选的,第r通道Tr和第k通道Tk也可以同时打开,本申请不做限定。
可选的,S101'中,在打开第r通道Tr,关闭第k通道Tk后,根据控制信号将校正测量信号发送给第r通道前,还包括获取控制信号;这样就能使得向通道发送校正测量信号可控化。
可选的,多通道校正装置还可以进行图22所示的根据第r通道Tr和第k通道Tk的幅度,得到幅度校正系数的具体方法,具体实施过程参照实施例三中对图22的相关描述,此处不再赘述。
而幅度校正次数M’与通道数目N的数量关系可以根据实际情况设定,下面给出两种数量关系下,当前幅度校正次数与当前校正通道的序号的对应关系。
第一种数量关系:M’=N-1,则请参阅图21,第m’次幅度校正所校正的通道为第m通道Tm和第m+1通道Tm+1;第m’+1幅度校正所校正的通道为第m+1通道Tm+1和第m+2 通道Tm+2。在硬件实现上,这种数量关系的校正方法适用于实施例三给出的第一种关系下的多通道校正装置,示例硬件结构如图16所示,其具体幅度校正过程和原理说明可参考实施例三对于图19、图21、图22进行的详细说明。
从第一种数量关系可以发现,M’=N-1时,通过N-1次幅度校正即可完成N个通道的幅度校正。
第二种数量关系:M’=αN,则幅度校正方法包括α个幅度校正周期,每个幅度校正周期包括N’次幅度校正;其中,N’=N,α为幅度校正周期的个数,α为大于等于1的整数;每个幅度校正周期的N’次幅度校正中:
当m’≤N-2时,请参阅图21,第m’次幅度校正所校正的通道为第m通道Tm和第 m+1通道Tm+1,第m’+1次幅度校正所校正的通道为第m+1通道Tm+1和第m+2通道Tm+2;
当m’=N时,第m’次幅度校正所校正的通道为第N通道TN和第t通道Tt;其中,1 ≤t≤N-2。
在硬件实现上,这种数量关系的校正方法适用于实施例三给出的第二种关系下的多通道校正装置,示例硬件结构如图17所示,其具体校正过程和原理说明可参考实施例三对于图 19和图21、图22进行的详细说明。
示例性的,图24给出了在第二种数量关系下,每个幅度校正周期的第N’次幅度校正方法,具体步骤如下:
第一步,多通道校正装置将校正测量信号发送给第N通道TN和第t通道Tt,以使校正测量信号用于测量第N通道TN和第t通道Tt的幅度;
第二步,获取第N通道TN和第t通道Tt的幅度,判断第N通道TN和第t通道Tt的幅度是否存在幅度偏差;
若存在幅度偏差,则根据所述幅度偏差获得幅度校正系数,根据幅度校正系数调整第第 t通道Tt的幅度,使第N通道TN的幅度和第t通道的幅度Tt相等,并启动下一个幅度校正周期。
若不存在幅度偏差,则结束第N’次校正,完成多通道幅度的校正。
关于t的选择,可以参考实施例二的具体描述,不再赘述。
本申请实施例提供的多通道相位校正方法,应用于接收通道的多通道相位的校正方法,与上述应用于接收通道的多通道幅度校正方法过程类似,可以参照图20、图21、图23、图 25以及实施例一中关于相位校正的具体描述,下面仅针对相位校正和幅度校正的不同之处分别说明。示例性的,作为第m”次相位校正的校正方法的一种可行的实现的方式,下面给出 S201'和S202'的具体方法。
S201'中,将校正测量信号发送给第r通道Tr和第k通道Tk的方法包括:
同时打开第r通道Tr和第k通道Tk,将高频的校正测量信号分别发送给第r通道Tr和第k通道Tk。
在该实现方式中,通过限定校正测量信号同时进入第r通道Tr和第k通道Tk,可以避免因为校正测量信号进入第r通道Tr和第k通道Tk的时间误差,所造成的相位测量误差。
另外,由于校正测量信号测量第r通道Tr和第k通道Tk的相位时,校正测量信号是分别进入第r通道Tr和第k通道Tk通道中的,中间不会有干扰,只是在根据校正测量信号测量的第r通道Tr和第k通道Tk的相位,得到相位校正系数的过程中会有交集,因此,第r 通道Tr和第k通道Tk也可以独立打开,即在第r通道Tr关闭时,第k通道Tk打开时,根据低频控制信号将高频的校正测量信号发送给第k通道Tk,也可以在第r通道Tr打开时,第 k通道Tk关闭时,根据低频控制信号将高频的校正测量信号发送给第r通道但这种方法在相位测量时会有可能存在时间误差。
可选的,S201'中,根据控制信号将校正测量信号分别发送给第r通道Tr和第k通道Tk 前,还包括获取控制信号,使得校正测量信号的发送可控化。
需要说明的是,上述实施例四提供的多通道幅度和/或相位校正方法,不限于校正如图16 或图17所示的4个通道,也可以校正更多的通道,只是校正通道的数量不同时,其相位校正次数M”也会有所不同。
实施例五
请参阅图26,本申请实施例提供了一种多通道幅度校正方法,所校正的通道数量为N, N为偶数,该多通道幅度校正方法实质上为通道并行校正方法,该多通道幅度校正方法具体包括:
S301:多通道校正装置以两个通道为一个一级通道组,将N个通道分为N/2个一级通道组,按照实施例二提供的多通道幅度校正方法的S101和S102或实施例四提供的多通道幅度校正方法的S101'和S102',获取各个一级通道组的幅度校正系数;其中,每个一级通道组包括一个参考通道和一个对比通道;
S302:两个相邻的一级通道组中,取其中一个一级通道组的参考通道和另外一个一级通道组的对比通道构建成一个二级通道组;按照实施例二提供的多通道幅度校正方法的S101 和S102和/或实施例四提供的多通道幅度校正方法的S101'和S102',获取各个二级通道组中两个通道的幅度校正系数;其中,所有一级通道组能够构建N/2-1个二级通道组,第一一级通道组中的参考通道和第N/2一级通道组中的对比通道未参与构建二级通道组;每个二级通道组包括一个参考通道和一个对比通道。
S303:以第一一级通道组中的参考通道为基准通道,根据各个二级通道组的幅度校正系数和各个一级通道组中两个通道的幅度校正系数,得到N-1个通道的目标幅度校正系数;其中,N-1个通道不包含所述基准通道;
S304:根据N-1个通道的目标幅度校正系数,校正对应通道的幅度,使得N-1通道的幅度等于基准通道的幅度。
其中,本实施例提供的多通道幅度校正方法应用于发射通道,则可以通过实施例一提供的多通道校正装置实施,如果应用于接收通道,则可以通过实施例三提供的多通道校正装置实施。
可以理解的是,基准通道是指以该一级通道组中的参考通道的幅度为目标幅度,根据各个二级通道组的幅度校正系数和各个一级通道组的幅度校正系数,得到N-1个通道的幅度校正系数;并通过N-1个通道的幅度校正系数校正对应通道的幅度,使得N-1个通道的幅度等于目标幅度。
需要说明的是,各个一级通道组的幅度校正系数计算可以在不同时间进行,也可以在同一时间进行,各个一级通道组的幅度校正系数计算在同一时间进行时,可以节省校正时间。
同理,获取各个二级通道组的幅度校正系数可以在不同时间进行,也可以在同一时间进行。可选的,在各个一级通道组的幅度校正系数同一时间进行完成后,同一时间获取各个二级通道组的幅度校正系数,这样只需要经过两次同步获取幅度校正系数,然后通道简单的幅度校正系数运算,就可以得到目标幅度校正系数,从而完成所有通道的校正。
另外,本实施例计算幅度校正系数时,以参考通道的幅度作为除数,对比通道的幅度作为被除数,进行除法运算,即可得到幅度校正系数。其中,参考通道和对比通道只是为了区别其在计算幅度校正系数时是作为除数或被除数使用而设定的,某一个通道设置为参考通道还是对比通道可以视具体需求确定,本申请不做限定。
为了更为清楚的解释本实施例提供的多通道校正方法,举例解释图1提供的多通道校正装置如何实施本实施例提供的多通道校正装置。
请参阅图1,图1中包括四个通道,分别为第1通道T1、第2通道T2、第3通道T3和第4通道T4。
请参阅图26和图27,利用图1所示的多通道校正装置实施本实施例提供的多通道校正方法,具体包括:
多通道校正装置以两个通道为一个一级通道组,将4个通道分为2个一级通道组,即第 1通道T1和第2通道T2组成第一一级通道组,第3通道T3和第4通道T4组成第二一级通道组,按照实施例二提供的多通道校正方法的S101和S102,得到第一一级通道组的幅度校正系数为u1和第二一级通道组的幅度校正系数为u2;其中,第1通道T1为第一一级通道组的参考通道,第2通道T2为第一一级通道组的对比通道,第3通道T3为第二一级通道组的参考通道,第4通道T4为第二一级通道组的对比通道。
将第一一级通道组中的第2通道T2和第二一级通道组中第3通道T3构建成二级通道组,按照实施例二提供的多通道幅度校正方法的S101和S102,获取二级通道组的幅度校正系数为w;其中,第2通道T2为二级通道组的参考通道,第3通道为二级通道组的对比通道。
以第一一级通道组中的第1通道T1作为基准通道,得到第2通道T2的目标幅度校正系数为u1、第3通道T3的目标幅度校正系数为w×u1,第4通道T4的目标幅度校正系数w× u2×u1;其中,由于以第1通道T1作为基准通道,因此,可以认为第1通道T1未进行校正。
根据第2通道T2的目标幅度校正系数、第3通道T3的目标幅度校正系数和第4通道T4 的目标幅度校正系数,调整对应通道的幅度,使得第2通道T2的幅度、第3通道T3的幅度、第4通道T4的幅度等于作为基准通道的第1通道T1的幅度。
例如:未进行多通道校正前,第1通道T1的幅度为1dB、第2通道T2的幅度为0.5dB,第3通道T3的幅度为0.25dB,第4通道T4的幅度为0.25dB;
按照实施例二提供的多通道校正方法的S101和S102,得到第一一级通道组的幅度校正系数u1为2,第二一级通道组的幅度校正系数u2为1。
按照实施例二提供的多通道校正方法的S101和S102,得到二级通道组的幅度校正系数 w为2。
因此,第2通道T2的目标幅度校正系数u1为2,第3通道T3的目标幅度校正系数u1×w为2×2=4,第4通道T4的目标幅度校正系数w×u2×u1=2×1×2=4。
需要说明的是,举例解释图1提供的多通道校正装置如何实施本实施例提供的多通道校正方法,并不能限定本实施例提供的多通道校正装置的适用通道数量,也可以校正其他更多通道。
另外,相位校正时,其所使用的方法与本实施例提供的多通道幅度校正方法比较相似,不同之处在于其获取相位校正系数的方法参照上述实施例二提供的多通道相位校正方法中的 S201、S202或实施例四提供的多通道相位校正方法中的S201'、S202',以及根据之前的相位校正系数,得到目标相位校正系数的方法,但这是本领域技术人员可以根据实际情况知道的,不再赘述。
实施例六
本实施例提供了一种收发系统,包括实施例一提供的多通道校正装置,和/或实施例三提供的多通道校正装置。
实施例七
本申请提供了一种基站,包括实施例六提供的收发系统。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (29)
1.一种多通道校正装置,其特征在于,应用于N个发射通道,包括校正控制单元和校正馈电单元;所述校正馈电单元包括M个检波器;每个所述检波器的两个输入端分别与两个通道耦合,每个检波器的一个输入端与另一个检波器的一个输入端共同耦合一个通道;所述校正控制单元分别与M个检波器连接;其中,N为大于等于2的整数;
第m检波器用于对第r通道的校正测量信号和第k通道的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道和第k通道幅度信息和/或相位信息的电平信号;其中,1≤m≤M,1≤r≤N,1≤k≤N,r≠k,M为大于等于1的整数;
所述校正控制单元用于根据第m检波器获取的表征第r通道和第k通道幅度信息的电平信号,得到表征所述第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平;和/或根据第m检波器获取的表征第r通道和第k通道相位信息的电平信号,得到表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差;
所述校正控制单元还用于根据表征所述第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平是否存在电平偏差,得到幅度校正系数,所述幅度校正系数用于校正所述第m检波器所耦合的两个通道的幅度;和/或根据预设电平偏差与表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差,得到相位校正系数,所述相位校正系数用于校正所述第m检波器所耦合的两个通道的相位。
2.根据权利要求1所述的多通道校正装置,其特征在于,所述多通道校正装置还包括:与所述N个发射通道一一对应连接的N个执行单元;每个执行单元还与校正控制单元连接,每个所述执行单元用于根据幅度校正系数调整与所述执行单元连接的通道的幅度,和/或根据相位校正系数调整与所述执行单元连接的通道的相位。
3.根据权利要求1所述的多通道校正装置,其特征在于,所述校正控制单元包括控制模块和数据处理模块;所述数据处理模块分别与M个检波器的输出端连接;
所述控制模块用于控制所述数据处理模块根据表征第r通道和第k通道幅度信息的电平信号,读取所述第m检波器发送的表征第r通道和第k通道幅度的检波电平,和/或控制所述数据处理模块根据表征第r通道和第k通道相位信息的电平信号,读取所述第m检波器发送的表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差;
所述数据处理模块用于根据表征所述第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平是否存在电平偏差,得到幅度校正系数;和/或根据预设电平偏差与表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差,得到相位校正系数;
所述数据处理模块还用于与执行单元连接;
所述控制模块还用于控制所述数据处理模块向执行单元发送幅度校正系数,使所述执行单元根据幅度校正系数调整第m检波器所耦合的通道的幅度;和/或控制所述数据处理模块向执行单元发送相位校正系数,使所述执行单元根据相位校正系数调整第m检波器所耦合的通道的相位。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的多通道校正装置,其特征在于,M=N-1,第m检波器所耦合的通道为第m通道和第m+1通道,第m+1检波器所耦合的通道为第m+1通道和第m+2通道;其中,1≤m≤N-2。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的多通道校正装置,其特征在于,M=N;其中,
当1≤m≤N-2,第m检波器所耦合的通道为第m通道和第m+1通道,第m+1检波器所耦合的通道为第m+1通道和第m+2通道;
当m=N,第m检波器所耦合的通道为第N通道和第t通道,其中,1≤t≤N-2。
6.一种多通道幅度校正方法,其特征在于,应用于发射通道,包括M’次幅度校正,每次幅度校正所校正的通道数量为两个,相邻两次幅度校正所校正的通道中具有一个相同的通道,第m’次幅度校正所校正的通道为第r通道和第k通道,r≠k,r、k均为大于等于1小于等于N的整数,N为通道数目,N为大于等于2的整数,M’为大于等于1的整数;m’为大于等于1小于等于M’的整数;
所述第m’次幅度校正的校正方法包括如下步骤:
多通道校正装置对第r通道的校正测量信号和第k通道的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道和第k通道幅度信息的电平信号;
根据表征第r通道和第k通道幅度信息的电平信号,读取表征所述第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平;
根据表征所述第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平是否存在电平偏差,得到幅度校正系数;
当m’=1,第m’次幅度校正中,多通道校正装置根据所述幅度校正系数调整第r通道的幅度和/或第k通道的幅度,使第r通道的幅度和第k通道的幅度相等;
当m’≥2,第m’次幅度校正中,第k通道参与第m’-1次幅度校正,多通道校正装置根据所述幅度校正系数调整第r通道的幅度,使第r通道的幅度和第k通道的幅度相等。
7.根据权利要求6所述的多通道幅度校正方法,其特征在于,根据根据表征所述第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平是否存在电平偏差,得到幅度校正系数的方法包括:
判断表征所述第r通道幅度的检波电平和表征第k通道幅度的检波电平是否存在电平偏差;
若存在电平偏差,则根据所述电平偏差获得幅度校正系数;
若不存在电平偏差,则结束第m’次幅度校正,启动第m’+1次幅度校正或结束多通道幅度校正。
8.根据权利要求6或7所述的多通道幅度校正方法,其特征在于,当M’=N-1,则第m’次幅度校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道,第m’+1次幅度校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;其中,1≤m’≤N-2;
当M’=αN,则幅度校正方法包括α个幅度校正周期,每个幅度校正周期包括N’次幅度校正;其中,N’=N,α为幅度校正周期的个数,α为大于等于1的整数;
每个幅度校正周期的N’次幅度校正中:
当1≤m’≤N’-2,第m’次幅度校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道,第m’+1次幅度校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;
当m’=N’,第m’次幅度校正所校正的通道为第N通道和第t通道;其中,1≤t≤N-2。
9.根据权利要求8所述的多通道幅度校正方法,其特征在于,当M’=αN,每个幅度校正周期中,第N’次幅度校正的方法包括:
多通道校正装置对第N通道的校正测量信号和第t通道的校正测量信号进行检波,获取表征第N通道幅度的检波电平和表征第t通道幅度的检波电平;
判断表征所述第N通道幅度的检波电平和表征第t通道幅度的检波电平是否存在电平偏差;
若存在电平偏差,则根据所述电平偏差获得幅度校正系数,根据幅度校正系数调整第t通道的幅度,使第N通道的幅度和第t通道的幅度相等,并启动下一个幅度校正周期;
若不存在电平偏差,则结束第N’次幅度校正,完成多通道幅度校正。
10.一种多通道相位校正方法,其特征在于,应用于发射通道,包括M”次相位校正,每次相位校正所校正的通道数量为两个,相邻两次相位校正所校正的通道中具有一个相同的通道,第m”次相位校正所校正的通道为第r通道和第k通道,r≠k,r、k均为大于等于1小于等于N的整数,N为通道数目,N为大于等于2的整数,M”为大于等于1的整数;m”为大于等于1小于等于M”的整数;
所述第m”次相位校正的校正方法包括如下步骤:
多通道校正装置对第r通道的校正测量信号和第k通道的校正测量信号进行检波,获取表征第r通道和第k通道相位信息的电平信号;
根据表征第r通道和第k通道相位信息的电平信号,读取表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差;
根据预设电平偏差与表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差,得到相位校正系数;
当m”=1,第m”次相位校正中,多通道校正装置根据所述相位校正系数调整第r通道的相位和/或第k通道的相位,使第r通道和第k通道的相位偏差符合预设相位偏差;
当m”≥2,第m”次相位校正中,第k通道参与第m”-1次相位校正,多通道校正装置根据所述相位校正系数调整第r通道的相位,使第r通道和第k通道的相位偏差符合预设相位偏差。
11.根据权利要求10所述的多通道相位校正方法,其特征在于,对第r通道的校正测量信号和第k通道的校正测量信号进行检波时,所述第r通道的校正测量信号和第k通道的校正测量信号相同。
12.根据权利要求10所述的多通道相位校正方法,其特征在于,根据预设电平偏差与表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差,得到相位校正系数的方法包括:
判断表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差是否符合预设电平偏差;
若不符合预设电平偏差,则根据预设电平偏差和表征第r通道和第k通道相位偏差的电平偏差,得到相位校正系数;
若符合预设相位偏差,则结束第m”次相位校正,启动第m”+1次相位校正或结束多通道相位校正。
13.根据权利要求10~12中任一项所述的多通道相位校正方法,其特征在于:当M”
=N-1,则第m”次相位校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道,第m”+1次相位校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;其中,1≤m”≤N-2;
当M”=βN,则相位校正方法包括β个相位校正周期,每个相位校正周期包括N”次相位校正;其中,N”=N,β为相位校正周期的个数;每个相位校正周期的N”次相位校正中:
当1≤m”≤N”-2,第m”次相位校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道;第m”+1次相位校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;
当m”=N”,第m”次相位校正所校正的通道为第N通道和第t通道;其中,1≤t≤N-2。
14.根据权利要求13所述的多通道相位校正方法,其特征在于,当M”=βN,每个相位校正周期中,第N”次相位校正的方法包括:
对第N通道的校正测量信号和第t通道的校正测量信号进行检波,获取表征第N通道和表征第t通道相位偏差的电平偏差;
判断表征第N通道和第t通道相位偏差的电平偏差是否符合预设电平偏差;
若不符合预设电平偏差,则根据预设电平偏差和表征第N通道和第t通道相位偏差的电平偏差,得到相位校正系数,根据所述相位校正系数调整第t通道的相位,使第N通道和第t通道的相位偏差符合预设相位偏差,并启动下一个相位校正周期;
若符合预设电平偏差,则结束第N”次相位校正,完成多通道相位校正。
15.一种多通道校正装置,其特征在于,应用于N个接收通道,包括校正馈电单元和校正控制单元,所述校正馈电单元包括Q个参考源单元;每个所述参考源单元的两个输出端分别耦合两个通道,每个参考源单元的一个输出端与另一个参考源单元的一个输出端共同耦合一个通道;其中,N为大于等于2的整数;
第m参考源单元用于将校正测量信号发送给第r通道和第k通道,所述校正测量信号用于第r通道和第k通道的幅度和/或相位的测量;其中,1≤m≤Q,1≤r≤N,1≤k≤N,r≠k,Q为大于等于1的整数;
所述校正控制单元用于根据第r通道和第k通道的幅度是否存在幅度偏差,得到幅度校正系数,所述幅度校正系数用于校正所述第m参考源单元所耦合的两个通道的幅度;和/或根据预设相位偏差与第r通道和第k通道的相位的相位偏差,得到相位校正系数,所述相位校正系数用于校正所述第m参考源单元所耦合的两个通道的相位。
16.根据权利要求15所述的多通道校正装置,其特征在于,所述校正装置还包括与所述N个接收通道一一对应连接的N个执行单元;每个执行单元还与校正控制单元连接,每个所述执行单元用于根据幅度校正系数调整与所述执行单元对应连接的通道的幅度,和/或根据相位校正系数调整与所述执行单元对应连接的通道的相位。
17.根据权利要求15所述的多通道校正装置,其特征在于,所述校正控制单元包括控制模块和数据处理模块;所述控制模块的输出端分别与所述Q个参考源单元相连,数据处理模块分别与所述N个接收通道相连;
所述控制模块用于向第m参考源单元发送控制信号;以及控制数据处理模块获取第r通道和第k通道的幅度,和/或获取第r通道和第k通道的相位;
所述数据处理模块用于根据第r通道和第k通道的幅度是否存在幅度偏差,获得幅度校正系数;和/或根据预设相位偏差、第r通道和第k通道相位所存在的相位偏差,得到相位校正系数;
所述数据处理模块还用于与执行单元连接;
所述控制模块还用于控制所述数据处理模块向执行单元发送幅度校正系数,使所述执行单元根据所述幅度校正系数调整所述第m参考源单元所耦合的两个通道的幅度,和/或控制所述数据处理模块向执行单元发送相位校正系数,使所述执行单元根据所述相位校正系数调整所述第m参考源单元所耦合的两个通道的相位。
18.根据权利要求15~17任一项所述的多通道校正装置,其特征在于,Q=N-1,第m参考源单元所耦合的通道为第m通道和第m+1通道,第m+1参考源单元所耦合的通道为第m+1通道和第m+2通道;其中,1≤m≤N-2。
19.根据权利要求15~17任一项所述的多通道校正装置,其特征在于,Q=N;
当1≤m≤N-2,第m参考源单元所耦合的通道为第m通道和第m+1通道,第m+1参考源单元所耦合的通道为第m+1通道和第m+2通道;
当m=N,第m参考源单元所耦合的通道为第N通道和第t通道,其中,1≤t≤N-2。
20.一种多通道校正方法,其特征在于,应用于接收通道,包括M’次幅度校正,每次幅度校正所校正的通道数量为两个,相邻两次幅度校正所校正的通道中具有一个相同的通道,第m’次幅度校正所校正的通道为第r通道和第k通道,r≠k,r、k均为大于等于1小于等于N的整数,N为通道数目,N为大于等于2的整数,M’为大于等于1的整数;m’为大于等于1小于等于M’的整数;
所述第m’次幅度校正的校正方法包括如下步骤:
多通道校正装置将校正测量信号发送给第r通道和第k通道,所述校正测量信号用于第r通道和第k通道的幅度的测量;
根据第r通道和第k通道的幅度是否存在幅度偏差,得到幅度校正系数;
当m’=1,第m’次幅度校正中,多通道校正装置根据所述幅度校正系数调整第r通道的幅度和/或第k通道的幅度,使第r通道的幅度和第k通道的幅度相等;
当m’≥2,第m’次幅度校正中,第k通道参与第m’-1次幅度校正,多通道校正装置根据所述幅度校正系数调整第r通道的幅度,使第r通道的幅度和第k通道的幅度相等。
21.根据权利要求20所述的多通道校正方法,其特征在于,根据第r通道和第k通道的幅度是否存在幅度偏差,得到幅度校正系数的方法包括:
获取第r通道和第k通道的幅度;
判断第r通道和第k通道的幅度是否存在幅度偏差;
若存在幅度偏差,则根据所述幅度偏差获得幅度校正系数;
若不存在幅度偏差,则结束第m’次幅度校正,启动第m’+1次幅度校正或结束多通道幅度校正。
22.根据权利要求20或21中任一项所述的多通道校正方法,其特征在于,当M’=N-1,则第m’次幅度校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道,第m’+1次幅度校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;其中,1≤m’≤N-2;
当M’=αN,则幅度校正方法包括α个幅度校正周期,每个幅度校正周期包括N’次幅度校正;其中,N’=N,α为幅度校正周期的个数,α为大于等于1的整数;
每个幅度校正周期的N’次幅度校正中:
当1≤m’≤N-2,第m’次幅度校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道,第m’+1次幅度校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;
当m’=N,第m’次幅度校正所校正的通道为第N通道和第t通道;其中,1≤t≤N-2。
23.根据权利要求22所述的多通道校正方法,其特征在于,当M’=αN,每个幅度校正周期中,第N’次幅度校正的方法包括:
多通道校正装置将校正测量信号发送给第N通道和第t通道;
判断第N通道和第t通道的幅度是否存在幅度偏差;
若存在幅度偏差,则根据所述幅度偏差获得幅度校正系数,根据幅度校正系数调整第t通道的幅度,使第N通道的幅度和第t通道的幅度相等,并启动下一个幅度校正周期;
若不存在幅度偏差,则结束第N’次幅度校正,完成多通道幅度的校正。
24.一种多通道相位校正方法,其特征在于,应用于接收通道,包括M”次相位校正,每次相位校正所校正的通道数量为两个,相邻两次相位校正所校正的通道中具有一个相同的通道,第m”次相位校正所校正的通道为第r通道和第k通道,r≠k,r、k均为大于等于1小于等于N的整数,N为通道数目,N为大于等于2的整数,M”为大于等于1的整数;m”为大于等于1小于等于M”的整数;
所述第m”次相位校正的校正方法包括如下步骤:
多通道校正装置将校正测量信号发送给第r通道和第k通道,所述校正测量信号用于第r通道和第k通道的相位的测量;
根据预设相位偏差与第r通道和第k通道的相位的相位偏差,得到相位校正系数;
当m”=1,第m”次相位校正中,多通道校正装置根据所述相位校正系数调整第r通道的相位和/或第k通道的相位,使第r通道和第k通道的相位偏差符合预设相位偏差;
当m”≥2,第m”次相位校正中,第k通道参与第m”-1次相位校正,多通道校正装置根据所述相位校正系数调整第r通道的相位,使第r通道和第k通道的相位偏差符合预设相位偏差。
25.根据权利要求24所述的多通道相位校正方法,其特征在于,根据预设相位偏差与第r通道和第k通道的相位的相位偏差,得到相位校正系数的方法包括:
获取第r通道和第k通道的相位;
判断第r通道和第k通道的相位所存在的相位偏差是否符合预设相位偏差;
若符合预设相位偏差,则结束第m”次相位校正,启动第m”+1次相位校正或结束多通道相位校正;
若不符合预设相位偏差,则根据预设相位偏差和第r通道和第k通道的相位所存在的相位偏差,得到相位校正系数。
26.根据权利要求24或25所述的多通道相位校正方法,其特征在于,
当M”=N-1,则第m”次相位校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道,第m”+1次相位校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;其中,1≤m”≤N-2;
当M”=βN,则相位校正方法包括β个相位校正周期,每个相位校正周期包括N”次相位校正;其中,N”=N,β为相位校正周期的个数;每个相位校正周期的N”次相位校正中:
当1≤m”≤N-2,第m”次相位校正所校正的通道为第m通道和第m+1通道;第m”+1次相位校正所校正的通道为第m+1通道和第m+2通道;
当m”=N,第m”次相位校正所校正的通道为第N通道和第t通道;其中,1≤t≤N-2。
27.根据权利要求26所述的多通道相位校正方法,其特征在于,
当M”=βN,每个相位校正周期中,第N”次相位校正的方法包括:
多通道校正装置将校正测量信号发送给第N通道和第t通道;
获取第N通道和第t通道的相位,判断第N通道和第t通道的相位所存在的相位偏差是否符合预设相位偏差;
若符合预设相位偏差,则结束第N”次相位校正,完成多通道相位校正;
若不符合预设电平偏差,则根据预设相位偏差和第N通道和第t通道的相位所存在的相位偏差,得到相位校正系数,根据相位校正系数调整第t通道的相位,使第N通道和第t通道的相位偏差符合预设相位偏差,并启动下一个相位校正周期。
28.一种收发系统,其特征在于,包括权利要求1~5中任一项所述的多通道校正装置和/或权利要求15~19中任一项所述的多通道校正装置。
29.一种基站,其特征在于,包括权利要求28所述的收发系统。
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