CN111344966A - 波束成形校准 - Google Patents

Abstract

本公开的各方面涉及发送器和接收器信道校准。例如，用于发送器信道校准的方法可以包括生成与发送器模块的多个发送器信道分别相对应的多个校准信号。多个校准信号可以分别通过多个发送器信道的至少一部分传播。传播的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性可以被比较。可以基于比较的结果来识别针对多个发送器信道中的至少一个发送器信道的增益、相位或定时的至少一个调整。基于所识别的调整，调整可以经由多个发送器信道中的至少一个发送器信道发送的数据信号。

Description

波束成形校准

相关申请的交叉引用

本申请是2017年11月13日提交的美国专利申请No.15/810,659的继续申请，其公开内容通过引用并入本文。本申请还是2017年11月13日提交的美国专利申请15/810,753的继续申请，其公开内容通过引用并入本文。本申请还是2017年11月13日提交的美国专利申请No.15/810,841的继续申请，其公开内容通过引用并入本文。本申请还是2017年11月13日提交的美国专利申请15/810,909的继续申请，其公开内容通过引用合并于此。

背景技术

一些通信系统包括天线阵列，并且通过电子地控制射频(RF)能量发送或接收的方向性来执行波束成形，以例如向位于地理区域中的用户提供连接服务。为了准确地控制射频能量发送或接收的方向性，需要对射频发送器和接收器进行高保真控制。一种用于实现RF发送器和接收器的高保真控制的技术是对与天线阵列的元件相对应的发送信道和接收信道执行环回校准(loopback calibration)，以确定并补偿通过各种信道传播的信号的相位、幅度和群时延特性。然而，环回校准通常会涉及由RF发送器或接收器提供的服务的中断。诸如频分长期演进(FD-LTE)的某些通信协议要求提供连续服务的RF发送器和接收器，并且因此可能不会被中断以进行校准。鉴于前述内容，本公开涉及用于校准采用波束成形的系统的RF发送信道和接收信道的系统和方法。

发明内容

根据本公开的一方面，描述了一种用于发送器信道校准的方法。所述方法包括生成与发送器模块的多个发送器信道分别相对应的多个校准信号。多个校准信号分别通过多个发送器信道的至少一部分被传播。传播的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性被比较。基于比较的结果，多个发送器信道中的至少一个发送器信道的增益、相位或定时的至少一个调整被识别。基于所识别的调整，经由多个发送器信道中的至少一个发送器信道发送的数据信号被调整。

在本公开的另一方面，多个校准信号包括Zadoff-Chu序列、Walsh-Hadamard序列或另一正交信号中的至少一个。

在本公开的另一方面，多个校准信号分别从多个天线馈线耦合到校准处理器以进行处理。

在本文的又一方面，多个校准信号分别通过多个定向耦合器从多个天线馈线分别耦合到组合器，所述组合器将多个校准信号组合成组合校准信号，并将组合校准信号转发到校准处理器以进行处理。

在另一方面，组合校准信号在被转发到校准处理器之前被接收器下变频。

在另一方面，感测天线元件感测分别通过与多个天线馈线相对应的多个天线元件发送的多个校准信号。

在另一方面，多个调整被提供给加权矩阵和校准注入模块，所述加权矩阵和校准注入模块将所述多个调整分别应用于随后经由所述多个发送器信道发送的多个信号。

在本文的另一方面，所述方法还包括生成多个独立基带校准序列，其中多个校准信号是分别基于多个独立基带校准序列生成的射频信号。

在本公开的另一方面，多个校准信号中的每一个包括多个频率音调。

在另一方面，所述方法还包括基于多个频率音调来估计多个发送器信道中的每一个的相位斜坡。

根据本公开的另一方面，描述了一种用于发送器信道校准的系统。所述系统包括发送器模块、校准处理器、以及加权矩阵和校准注入模块。发送器模块包括与多个发送器信道分别相对应的多个发送器。校准处理器被配置为：生成与多个发送器信道分别相对应的多个校准信号；以及分别通过多个发送器信道的至少一部分传播多个校准信号；比较传播的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性，并且基于比较的结果来识别多个发送器信道中的至少一个发送器信道的增益、相位或定时中的至少一个调整。加权矩阵和校准注入模块被配置为基于至少一个识别的调整来调整经由多个发送器信道中的至少一个发送器信道发送的数据信号。

在本公开的另一方面，多个校准信号包括Zadoff-Chu序列、Walsh-Hadamard序列或另一正交信号中的至少一个。

在本文的另一方面，所述系统还包括与多个发送器信道分别相对应的多个天线馈线，其中多个校准信号分别从多个天线馈线耦合到校准处理器以进行处理。

在另一方面，所述系统还包括耦合模块，所述耦合模块包括与多个发送器信道分别相对应的多个定向耦合器、和组合器。多个校准信号分别通过多个定向耦合器从多个天线馈线耦合到组合器，所述组合器将多个校准信号组合为组合校准信号，并将组合校准信号转发至校准处理器以进行处理。

在本文的另一方面，所述系统还包括接收器，所述接收器对组合校准信号进行下变频，并且将下变频的组合校准信号提供给校准处理器。

在本公开的另一方面，将校准处理器、加权矩阵和校准注入模块，耦合模块和接收器集成到单个电路板上。

在本文的另一方面，所述系统还包括多个天线元件和感测天线元件。多个天线元件与多个发送器信道分别相对应，并且被配置为分别发送多个校准信号。感测天线元件分别感测通过多个天线元件发送的多个校准信号。

在另一方面，校准处理器向加权矩阵和校准注入模块提供多个调整，所述加权矩阵和校准注入模块将所述多个调整分别应用于随后经由多个发送器信道发送的多个信号。

在本文的又一方面，所述校准处理器还被配置为生成多个独立基带校准序列，并且所述多个校准信号是分别基于所述多个独立基带校准序列生成的射频信号。

根据本公开的另一方面，描述了一种非暂时性计算机可读介质。所述计算机可读介质在其上存储有指令，所述指令在由处理器执行时使得处理器实施用于发送器信道校准的方法。所述方法包括生成与发送器的多个发送器信道分别相对应的多个校准信号。多个校准信号分别通过多个发送器信道的至少一部分传播。传播的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性被比较。基于比较的结果，多个发送器信道中的至少一个发送器信道的增益、相位或定时的至少一个调整被识别。基于所识别的调整，经由多个发送器信道中的至少一个发送器信道发送的数据信号被调整。

根据本公开的一方面，描述了一种用于发送器信道校准的方法。所述方法包括生成与多个发送器信道分别相对应的多个校准信号。多个校准信号分别与多个数据信号组合，从而生成多个组合信号。多个组合信号分别通过多个发送器信道的至少一部分传播。分别从传播的多个组合信号中提取多个校准信号。提取的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性被比较。基于比较的结果，至少一个发送器信道的增益、相位或定时的至少一个调整被识别。基于所识别的调整，调整经由多个发送器信道中的至少一个发送器信道发送的数据信号。

在本文的另一方面，多个校准信号和多个数据信号分别可从多个组合信号独立地恢复。

在另一方面，多个校准信号被上变频到多个数据信号的操作频带内的频率范围，并且具有低于预定噪声阈值的幅度。

在本文的另一方面，多个校准信号被上变频到多个数据信号的操作频带之外的频率范围。

在另一方面，基于具有接近于直流(DC)子载波信号的频率含量(frequencycontent)的基带信号来生成多个校准信号。

在本公开的另一方面，多个数据信号包括长期演进(LTE)信号、通用移动通信系统(UMTS)信号或全球移动通信系统(GSM)中的至少一个信号。

在另一方面，多个校准信号包括Zadoff-Chu序列、Walsh-Hadamard序列或另一正交信号中的至少一个。

在本文的又一方面，多个校准信号的提取包括将传播的多个组合信号的总和与对应于多个校准信号之一的校准序列关联。

根据本公开的另一方面，描述了一种用于发送器信道校准的系统。所述系统包括发送器模块、校准处理器、以及加权矩阵和校准注入模块。发送器模块包括与多个发送器信道分别相对应的多个发送器。校准处理器被配置为：生成与多个发送器信道分别相对应的多个校准信号；以及将多个校准信号分别与多个数据信号组合，从而生成多个组合信号；分别通过多个发送器信道的至少一部分传播多个组合信号；分别从传播的多个组合信号中提取多个校准信号；比较提取的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性；基于比较的结果，识别至少一个发送器信道的增益、相位或定时的至少一个调整。加权矩阵和校准注入模块被配置为基于至少一个识别的调整来调整经由多个发送器信道中的至少一个发送器信道发送的数据信号。

根据本文的另一方面，多个校准信号和多个数据信号分别可从多个组合信号独立地恢复。

在本文的另一方面，多个发送器分别将多个校准信号上变频到多个数据信号的操作频带内的频率范围，并且多个上变频的校准信号具有低于预定噪声阈值的幅度。

在本文的又一方面，多个校准信号被上变频到多个数据信号的操作频带之外的频率范围。

在另一方面，基于具有接近于直流(DC)子载波信号的频率含量的基带信号来生成多个校准信号。

在本公开的另一方面，多个数据信号包括长期演进(LTE)信号、通用移动通信系统(UMTS)信号或全球移动通信系统(GSM)信号中的至少一个。

在本文的另一方面，多个校准信号包括Zadoff-Chu序列、Walsh-Hadamard序列或另一正交信号中的至少一个。

在另一方面，多个校准信号的提取包括将传播的多个组合信号的总和与对应于多个校准信号之一的校准序列关联。

在本公开的另一方面，校准处理器以及加权矩阵和校准注入模块被集成到单个电路板上。

根据本公开的另一方面，描述了一种非暂时性计算机可读介质。所述计算机可读介质具有存储在其上的指令，所述指令在由处理器执行时使得处理器实施用于发送器信道校准的方法。所述方法包括生成与多个发送器信道分别相对应的多个校准信号。多个校准信号分别与多个数据信号组合，从而生成多个组合信号。多个组合信号分别通过多个发送器信道的至少一部分传播。分别从传播的多个组合信号中提取多个校准信号。比较提取的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性。基于比较的结果，识别发送器信道中的至少一个发送器信道的增益、相位或定时的至少一个调整。基于所识别的调整，调整经由多个发送器信道中的至少一个发送器信道发送的数据信号。

在另一方面，多个校准信号和多个数据信号分别可从多个组合信号独立地恢复。

在本文的另一方面，所述非暂时性计算机可读介质还在其上存储有指令，当所述指令由处理器执行时，所述指令使得处理器通过将传播的多个组合信号的总和与对应于多个校准信号之一的校准序列关联来提取多个校准信号。

根据本公开的一方面，描述了一种用于接收器信道校准的方法。所述方法包括生成与接收器模块的多个接收器信道分别相对应的多个校准信号。多个校准信号分别通过多个接收器信道的至少一部分传播。比较传播的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性。基于比较的结果，识别多个接收器信道中的至少一个接收器信道的增益、相位或定时的至少一个调整。基于所识别的调整，调整经由多个接收器信道中的至少一个接收器信道接收的数据信号。

在本公开的另一方面，多个校准信号包括Zadoff-Chu序列、Walsh-Hadamard序列或另一正交信号中的至少一个。

在本文的另一方面，多个校准信号分别耦合到多个天线馈线上。

在另一方面，多个校准信号通过分离器生成，并且其中多个校准信号分别通过多个定向耦合器耦合到多个天线馈线上。

在本文的又一方面，多个校准信号在被转发到校准处理器以进行处理之前，分别被接收器模块的多个接收器信道下变频。

在另一方面，天线元件分别通过多个天线元件将多个校准信号发送到多个天线馈线。

在另一方面，多个调整被提供给加权矩阵和校准拾取模块，所述加权调整和校准拾取模块将所述多个调整分别应用于随后经由所述多个接收器信道接收的多个信号。

在本文的另一方面，所述方法还包括生成多个独立基带校准序列，其中多个校准信号是分别基于多个独立基带校准序列生成的射频信号。

在本公开的另一方面，多个校准信号中的每一个校准信号包括多个频率音调。

在本文的又一方面，所述方法还包括基于多个频率音调来估计多个接收器信道中的每个接收器信道的相位斜坡。

根据本公开的另一方面，描述了一种用于发送器信道校准的系统。所述系统包括接收器模块、校准处理器以及加权矩阵和校准拾取模块。接收器模块包括与多个接收器信道分别相对应的多个接收器。校准处理器被配置为：生成与多个接收器信道分别相对应的多个校准信号；分别通过多个接收器信道的至少一部分传播多个校准信号；比较传播的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性；以及基于比较的结果，识别多个接收器信道中的至少一个接收器信道的增益、相位或定时的至少一个调整。加权矩阵和校准拾取模块被配置为基于至少一个识别的调整来调整经由多个接收器信道中的至少一个接收器信道接收的数据信号。

在本公开的另一方面，多个校准信号包括Zadoff-Chu序列、Walsh-Hadamard序列或另一正交信号中的至少一个。

在本文的另一方面，所述系统还包括与多个接收器信道分别相对应的多个天线馈线，其中多个校准信号分别耦合到多个天线馈线上。

在另一方面，所述系统还包括耦合模块，所述耦合模块又包括多个定向耦合器和分离器。多个定向耦合器与多个接收器信道分别相对应。多个校准信号被分离器通过多个定向耦合器分别提供给多个天线馈线。

在本文的另一方面，所述系统还包括发送器，所述发送器对多个校准信号进行上变频并且将上变频的校准信号提供给分离器。

在另一方面，校准处理器、加权矩阵和校准拾取模块、耦合模块和发送器被集成到单个电路板上。

在另一方面，所述系统还包括校准天线元件和天线阵列。校准天线元件发送多个校准信号。天线阵列包括与多个接收器信道分别相对应并且被配置为分别接收由校准天线元件发送的多个校准信号的多个天线元件。

在本文的又一方面，校准处理器向加权矩阵和校准拾取模块提供多个调整，所述加权矩阵和校准拾取模块将所述多个调整分别应用于随后经由多个接收器信道接收的多个信号。

在本公开的另一方面，所述校准处理器还被配置为生成多个独立基带校准序列，所述多个校准信号是分别基于所述多个独立基带校准序列生成的射频信号。

根据本公开的又一方面，描述了一种非暂时性计算机可读介质。所述计算机可读介质在其上存储有指令，所述指令在由处理器执行时使得处理器实施用于接收器信道校准的方法。所述方法包括生成与接收器模块的多个接收器信道分别相对应的多个校准信号。多个校准信号分别通过多个接收器信道的至少一部分传播。比较传播的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性。基于比较的结果，识别多个接收器信道中的至少一个接收器信道的增益、相位或定时的至少一个调整。基于所识别的调整，调整经由多个接收器信道中的至少一个接收器信道接收的数据信号。

根据本公开的一方面，描述了一种用于接收器信道校准的方法。所述方法包括生成与多个接收器信道分别相对应的多个校准信号。多个校准信号分别与多个数据信号组合，从而生成多个组合信号。多个组合信号分别通过多个接收器信道的至少一部分传播。分别从传播的多个组合信号中提取多个校准信号。比较提取的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性。基于比较的结果，识别至少一个接收器信道的增益、相位或定时的至少一个调整。基于至少一个识别的调整，调整经由多个接收器信道中的至少一个接收器信道接收的数据信号。

在本公开的另一方面，多个校准信号和多个数据信号分别可从多个组合信号独立地恢复。

在本文的另一方面，多个校准信号被上变频到多个数据信号的操作频带内的频率范围，并且具有低于预定噪声阈值的幅度。

在另一方面，多个校准信号被上变频到多个数据信号的操作频带之外的频率范围。

在本文的另一方面，基于具有接近于直流(DC)子载波信号的频率含量的基带信号来生成多个校准信号。

在另一方面，多个数据信号包括长期演进(LTE)信号、通用移动通信系统(UMTS)信号或全球移动通信系统(GSM)信号中的至少一个。

在另一方面，多个校准信号包括Zadoff-Chu序列、Walsh-Hadamard序列或另一正交信号中的至少一个。

在本文的又一方面，多个校准信号的提取包括将传播的多个组合信号的总和与对应于多个校准信号之一的校准序列关联。

根据本公开的另一方面，描述了一种用于发送器信道校准的系统。所述系统包括接收器模块、校准处理器、耦合模块以及加权矩阵和校准注入模块。接收器模块包括与多个接收器信道分别相对应的多个接收器。校准处理器被配置为：生成与多个接收器信道分别相对应的多个校准信号。耦合模块被配置为：将多个校准信号分别与多个数据信号组合，从而生成多个组合信号，并且分别通过多个接收器信道的至少一部分传播多个组合信号。校准处理器还被配置为：分别从传播的多个组合信号中提取多个校准信号；比较提取的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性；以及根据比较的结果，识别接收器信道中的至少一个接收器信道的增益、相位或定时的至少一个调整。加权矩阵和校准注入模块被配置为基于至少一个识别的调整来调整经由多个接收器信道中的至少一个接收器信道接收的数据信号。

在本公开的另一方面，多个校准信号和多个数据信号分别可从多个组合信号独立地恢复。

在本文的另一方面，所述系统还包括发送器模块，所述发送器模块分别将多个校准信号上变频到多个数据信号的操作频带内的频率范围，其中多个上变频的校准信号具有低于预定噪声阈值的幅度。

在另一方面，多个校准信号被上变频到多个数据信号的操作频带之外的频率范围。

在本文的又一方面，基于具有接近于直流(DC)子载波信号的频率含量的基带信号来生成多个校准信号。

在另一方面，多个数据信号包括长期演进(LTE)信号、通用移动通信系统(UMTS)信号或全球移动通信系统(GSM)信号中的至少一个。

在另一方面，多个校准信号包括Zadoff-Chu序列、Walsh-Hadamard序列或另一正交信号中的至少一个。

在本文的另一方面，多个校准信号的提取包括将传播的多个组合信号的总和与对应于多个校准信号之一的校准序列关联。

在本公开的另一方面，校准处理器、耦合模块以及加权矩阵和校准注入模块被集成到单个电路板上。

根据本公开的另一方面，描述了一种非暂时性计算机可读介质。所述计算机可读介质在其上存储有指令，所述指令在由处理器执行时使得处理器实施用于接收器信道校准的方法。所述方法包括生成与多个接收器信道分别相对应的多个校准信号。多个校准信号分别与多个数据信号组合，从而生成多个组合信号。多个组合信号分别通过多个接收器信道的至少一部分传播。分别从传播的多个组合信号中提取多个校准信号。比较提取的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性。基于比较的结果，识别接收器信道中的至少一个接收器信道的增益、相位或定时的至少一个调整。基于至少一个识别的调整，调整经由多个接收器信道中的至少一个接收器信道接收的数据信号。

在另一方面，多个校准信号和多个数据信号分别可从多个组合信号独立地恢复。

在另一方面，所述非暂时性计算机可读介质在其上还存储有指令，当所述指令由处理器执行时，所述指令通过将传播的多个组合信号的总和与对应于多个校准信号之一的校准序列关联来提取多个校准信号。

附图说明

在下文中参考附图描述了用于波束成形校准的本系统和方法的各个方面和特征，其中：

图1是根据本公开的实施例的用于波束成形校准的说明性系统的示意图；

图2是示出根据本公开的实施例的、用于发送器信道的波束成形校准的图1的系统的一部分的各方面的示意图；

图3是示出根据本公开的实施例的、用于接收器信道的波束成形校准的图1的系统的一部分的各方面的示意图；

图4是根据本公开的实施例的、可以在本信息系统的各个实施例中例如作为图1、图2或图3的系统或组件的一部分被采用的计算设备的说明性实施例的示意框图；

图5是示出根据本公开的实施例的用于波束成形校准的说明性方法的流程图；

图6是示出根据本公开的实施例的用于在启动模式下执行发送器信道的波束成形校准的说明性方法的流程图；

图7是示出根据本公开的实施例的用于在启动模式下执行发送器信道的波束成形校准的说明性方法的流程图；

图8是示出根据本公开的另一实施例的用于在启动模式下执行发送器信道的波束成形校准的说明性方法的流程图；

图9是示出根据本公开的实施例的用于在运行时模式下执行发送器信道的波束成形校准的说明性方法的流程图；

图10是示出根据本公开的实施例的用于在启动模式下执行接收器信道的波束成形校准的说明性方法的流程图；

图11是示出根据本公开的实施例的用于在启动模式下执行接收器信道的波束成形校准的说明性方法的流程图；

图12是示出根据本公开的另一个实施例的用于在启动模式下执行接收器信道的波束成形校准的说明性方法的流程图；和

图13是示出根据本公开的实施例的用于在运行时模式下执行接收器信道的波束成形校准的说明性方法的流程图。

具体实施方式

本公开针对用于校准采用波束成形和/或波束控制(steering)的设备的RF发送信道和接收信道的系统和方法。在一方面，本公开的系统和方法使得能够执行系统的RF发送信道和接收信道的环回校准，而不会引起RF发送器和接收器提供的服务的任何中断。在一方面，对于每个信道，以不干扰数据信号的方式将校准信号注入到每个发送的数据信号中。组合的校准信号和数据信号被反馈到提取校准信号并将其转发到校准处理器的传感器。校准处理器基于组合信号确定增益、相位、定时(例如，群延迟)特性，并确定要对随后沿所述信道发送的LTE信号进行的、用于补偿确定的相位、幅度和群延迟特性的一个或多个调整。

参考图1，系统100包括基带处理器102、集成的发送器和接收器模块104、校准模块106和天线阵列108。在一些示例中，基带处理器102、发送器和接收器模块104、和校准模块106中的每一个是电路卡部件，其包括硬件组件和/或软件组件(在图1中未单独示出)。在一些实施例中，如下面在图2和图3的上下文中所述，校准模块106包括用于校准发送器信道的组件和用于校准接收器信道的组件。基带处理器102和天线阵列108通过有线和/或无线通信路径110、发送器和接收器模块104以及校准模块106相互通信地耦合。基带处理器102是无线电系统，其在用户数据和适合无线发送和接收的信号之间进行转换。在一些示例中，基带处理器102还执行用于以已知方式建立无线电链路的编码、协议和协商的其他功能。

发送器和接收器模块104包括多个(例如，8个)发送器信道和多个(例如，8个)接收器信道。通常，发送器和接收器模块104的每个发送器信道将从基带处理器102接收的基带数据转换为要经由天线阵列108发送的RF信号，并且发送器和接收器模块104的每个接收器信道将经由天线阵列108接收的RF信号转换为要提供给基带处理器102的基带数据。在一些示例中，发送器和接收器模块104包括以已知的方式执行相应的功能的各种组件，诸如调制器、上变频器、下变频器、RF放大器和/或滤波器(图1中未单独示出)。

天线阵列108包括多个天线元件(在图1中未单独示出)。天线阵列108的天线元件中的每一个将(通过校准模块106的相应信道)从发送器和接收器模块104的相应发送器接收的RF信号转换为在自由空间中传播的相应电磁(EM)波。天线阵列108的天线元件中的每一个还将入射在其上的电磁(EM)波转换为相应的RF信号，所述RF信号(通过校准模块106的相应信道)被转发到发送器和接收器模块104的相应接收器。

校准模块106介于发送器和接收器模块104与天线阵列108之间，并且包括至少一个发送器信道和至少一个接收器信道。在一些实施例中，校准模块106包括多个(例如8个)发送器信道和多个(例如8个)接收器信道。通常，校准模块106的每个发送器信道将从发送器和接收器模块104的相应发送器信道接收的RF信号的一部分路由到天线阵列108的相应天线元件，并出于校准目的而处理所述RF信号的另一部分，如本文进一步详细描述的。校准模块106的每个接收器信道将从天线阵列108的相应天线元件接收的RF信号的一部分路由到发送器和接收器模块104的相应接收器信道，并出于校准目的而处理所述RF信号的另一部分，如本文进一步详细描述的。

已经结合图1提供了用于波束成形校准的系统100的一般描述，现在参考图2和图3，以描述用于执行发送器信道和接收器信道的波束成形校准的系统100的其他方面。出于说明的目的，结合图2和图3分开示出和描述了用于发送器信道校准和接收器信道校准的系统100的部分。图2是示出根据本公开的实施例的、用于执行发送器信道的波束成形校准的图1的系统100的一部分的各方面的示意图。校准模块106包括加权和校准处理器模块202、加权矩阵和校准注入模块204、校准接收器模块206和耦合模块208。加权和校准处理器模块202生成并观察校准信号，计算校准结果，并规定对发送的信号的校正调整。在一些实施例中，加权和校准处理器模块202可以被合并到基带处理器102中。

加权矩阵和校准注入模块204实施用于对天线阵列108定相以在发送侧实现电子波束成形的加权特征。加权矩阵和校准注入模块204还对发送的信号实施可由加权和校准处理器模块202命令的任何校正调整。此外，加权矩阵和校准注入模块204将由加权和校准处理器模块202针对发送器信道生成的校准信号注入从基带处理器102提供的数据信号，并将包括校准信号的数据信号的组合提供给发送器和接收器模块104的发送器。在一些实施例中，加权矩阵和校准注入模块204可以被合并到基带处理器102中。

校准接收器模块206从耦合模块208接收基于由发送器和接收器模块104的发送器发送的RF信号的耦合部分的总和的RF信号。在一些实施例中，使用类似于用于发送器和接收器模块104的组件并且以类似的方式起作用的接收器信道来实施接收器模块206的接收器信道。

耦合模块208包括与发送器和接收器模块104的多个发送器信道分别相对应的多个信道。耦合模块208的每个信道包括RF耦合器210，所述RF耦合器210耦合从发送器和接收器模块104的相应发送器接收的RF信号的一部分，并将RF信号的所述一部分提供给耦合模块208的组合器212，其中所述组合器212将由RF耦合器210耦合的RF信号相加，并将表示相加的RF信号的所得总和的RF信号提供给校准接收器模块206以进行处理。在一些实施例中，代替包括RF耦合器210和组合器212，耦合模块208包括校准天线元件214，所述校准天线元件214经由天线阵列108的相应天线元件接收从发送器和接收器模块104的发送器信道发送的EM信号中的每一个，并且将接收的EM信号转换成RF信号，所述RF信号被提供给校准接收器模块206以进行处理。

图3是示出根据本公开的实施例的、用于执行接收器信道的波束成形校准的图1的系统100的一部分的各方面的示意图。校准模块106包括加权和校准处理器模块302、加权矩阵和校准拾取模块304、校准发送器模块306和注入模块308。尽管图3中所示的校准模块106的组件的命名和参考标号可以不同于图2所示的命名和参考标号，在一些实施例中，图2和图3中所示的校准模块106的组件可以相互集成在一起。例如，加权和校准处理器模块202(图2)可以与加权和校准处理器模块302(图3)集成在一起，加权矩阵和校准注入模块204(图2)可以与加权矩阵和校准拾取模块304(图3)集成在一起，校准接收器模块206可以与校准发送器模块306(图3)集成在一起，并且耦合模块208(图2)可以与注入模块308(图3)集成在一起。

加权和校准处理器模块302生成并观察校准信号，计算校准结果，并规定对发送的信号的校正调整。在一些实施例中，加权和校准处理器模块302可以被合并到基带处理器102中。

加权矩阵和校准拾取模块304实施用于对天线阵列108定相以在接收侧实现电子波束成形的加权特征。加权矩阵和校准拾取模块304还发送的信号实施可以由加权和校准处理器模块302命令的任何校正调整。此外，加权矩阵和校准拾取模块304从由发送器和接收器模块104的接收器信道提供的信号中提取被注入到数据信号中的校准信号，并将提取的校准信号提供给加权和校准处理器模块302。在一些实施例中，加权矩阵和校准拾取模块304可以合并到基带处理器102中。

校准发送器模块306接收由加权和校准处理器模块302生成的校准信号，并将校准信号发送到注入模块308，使得可以将校准信号注入到由天线阵列108的天线元件提供的RF信号中。在一些实施例中，使用类似于用于发送器和接收器模块104的发送器信道并且以类似的方式起作用的发送器信道来实施校准发送器模块306的发送器信道。

注入模块308包括与发送器和接收器模块104的多个接收器信道分别相对应的多个信道。注入模块308还包括分离器312，其将从校准发送器模块306接收的校准信号分离成多个相似的校准信号，并将相似的校准信号提供给与发送器和接收器模块104的接收器信道分别相对应的RF耦合器310。注入模块308每个信道的RF耦合器310耦合从分离器312接收到的校准信号的一部分并将校准信号的所述一部分注入从天线阵列108的相应天线元件接收的RF数据信号中。在一些实施例中，代替包括RF耦合器310和分离器312，耦合模块308包括校准天线元件314，所述校准天线元件314将由校准发送器模块306发送的校准信号转换成EM信号，并且经由天线阵列108的相应天线元件将EM信号发送到发送器和接收器模块104的接收器信道。

图4是根据本文的各个实施例可以采用的计算设备400的示意性框图。尽管未在图1、图2或图3中明确示出，但在一些实施例中，计算设备400或其组件中的一个或多个组件可以进一步表示系统100的一个或多个组件。

在各种实施例中，计算设备400可以包括一个或多个存储器402、处理器404、显示设备406、网络接口408、输入设备410和/或输出模块412。存储器402包括非暂时性计算机可读存储介质，用于存储可由处理器404执行并控制计算设备400的操作的数据和/或软件。在实施例中，存储器402可包括一个或多个固态存储设备，例如闪存芯片。可替换地，或者除了一个或多个固态存储设备之外，存储器402可包括通过大容量存储控制器(图4中未示出)和通信总线(图4中未示出)连接到处理器404的一个或多个大容量存储设备。尽管本文中包含的计算机可读介质的描述是指固态存储装置，但是本领域技术人员应该理解，计算机可读存储介质可以是处理器404可以访问的任何可用介质。也就是说，计算机可读存储介质包括以用于信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的存储的任何方法或技术实施的非暂时性、易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机可读存储介质的示例包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他固态存储器技术、CD-ROM、DVD、蓝光或其他光学存储装置、盒式磁带、磁带、磁盘存储装置或其他磁性存储设备、或可用于存储所期望的信息并可由计算设备400访问的任何其他介质。

在一些实施例中，存储器402存储数据414和/或应用416。在一些方面，应用416包括用户界面组件418，所述用户界面组件418在由处理器404执行时使显示设备406呈现用户界面(图4中未示出)。在一些实施例中，网络接口408被配置为将计算设备400和/或其单独组件耦合到诸如有线网络、无线网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)、无线移动网络、蓝牙网络、互联网和/或另一类型的网络的网络。输入设备410可以是用户可以通过其与计算设备400进行交互的任何设备。输入设备410的示例包括但不限于鼠标、键盘、触摸屏、语音接口等。在各种实施例中，输出模块412可以包括任何连接端口或总线，例如并行端口、串行端口、通用串行总线(USB)或本领域技术人员已知的任何其他类似的连接端口。

图5是示出根据本公开的实施例的用于使用系统100执行波束成形校准的说明性方法500的流程图。通常，本文描述的各种类型的校准技术校准经由系统100的发送器和接收器信道发送和/或接收的信号，以跨信道均衡三个信号特性-增益(或幅度)、相位和定时(或延迟)。更具体地，通过本文描述的校准技术估计的三种效果包括(1)信道之间的增益差异(例如，发送器信道之间的相对增益差异或接收器信道之间的相对增益差异)，(2)信道之间的相位差异(例如，发送器信道之间的相对相位差异或接收器信道之间的相对相位差异)，以及(3)链之间的定时差异或延迟(例如，发送器信道之间的相对定时差异或接收器信道之间的相对定时差异)。本文描述的校准技术测量跨信道的这些信号特性中的每一个，并选择性地实施调整以均衡发送和接收的信号，以抵消或减轻跨信道的差异，所述差异可能具有各种系统和/或环境原因。为此，方法500通常包括两种类型的校准-启动校准和运行时校准。例如，启动校准在启动期间或系统100正在启动时被执行，并且运行时校准在系统100正在运行的同时(即系统100正在经由天线阵列108发送和接收数据信号以向用户区域提供诸如LTE服务的通信服务的同时)执行。在一些实施例中，执行启动校准以估计定时(或延迟)变化以及粗略的相位和增益改变，并且执行运行时校准以捕获更小的改变，诸如例如由于温度变化而引起的相位和增益改变。在一些情况下，在运行时不会预期定时的改变，而仅会预期相位和增益的很小的改变，因此在运行时校准期间可以采用相对较窄的估计窗口。

参考图5，在框502处，执行启动发送器信道校准算法以校准系统100的发送器信道。下面提供关于可以在框502采用的启动发送器信道校准算法的示例的更多细节。通常，启动发送器信道校准算法执行对通过系统100的发送器信道传播的校准信号的测量，并识别要对随后经由发送器信道发送的数据信号做出以均衡那些数据信号的调整(如果有的话)。

在一些实施例中，框502处的启动发送器信道校准算法仅在系统100的启动时执行一次。在其他实施例中，启动发送器信道校准算法仅执行一次，然后执行额外的一次或多次以确认作为算法的先前执行的结果而做出的调整成功地跨发送器信道均衡了信号。在这方面，可以基于预定为可接受的跨信道的增益、相位和定时的相对差异的特定阈值来定义成功。在一些实施例中，通过示例而非限制，跨信道和跨操作频带在±0.25dB以内的相对增益差异被预定为可接受的，跨信道和跨操作频带在±4度以内的相对相位差异被预定为可接受的，并且跨信道和跨操作频带的0.5ns的相对定时差异被预定为可接受的。

在框504处，校准模块106确定是否重复框502处的启动发送器信道校准算法。如果校准模块106在框504处确定要重复启动发送器信道校准算法(框504处为“是”)然后，控制返回到框504，以重复启动发送器信道校准算法，并可能确定要为了随后经由发送器信道发送的信号的信号均衡而做出的更准确的调整。因而在启动时重复启动发送器信道校准算法一次或多次可以提高跨系统100的发送器信道的信号均衡的准确性。

如果校准模块106在框504处确定不重复启动发送器信道校准(在框504处为“否”)，则控制前进到框506以执行启动接收器信道校准算法以校准系统100的接收器信道。尽管在图5中未示出，但是在一些实施例中，同时并行执行框502的启动发送器信道校准算法和框506的启动接收器信道校准算法，从而减少了总启动时间。下面提供了关于可以在框506处采用的启动接收器信道校准算法的示例的更多细节。通常，启动接收器信道校准算法执行对通过系统100的接收器信道传播的校准信号的测量，并识别要对随后经由接收器信道接收的数据信号做出以均衡那些数据信号的调整(如果有的话)。

在框508处，校准模块106在框506处确定是否重复启动接收器信道校准算法。如果校准模块106在框508处确定重复启动接收器信道校准(在框508处为“是”)，则控制转回框506以重复启动接收器信道校准算法，并可能确定要为了信号均衡做出的更准确的调整。在一些情况下，在启动时重复启动接收器信道校准算法一次或多次提高了跨系统100的接收器信道的信号均衡的准确性。

如果校准模块106在框508处确定不重复启动接收器信道校准(框508处为“否”)，则控制前进至框510和512以分别同时执行运行时发送器信道校准算法和运行时接收器信道校准，以便在运行时期间分别校准系统100的发送器信道和接收器信道。下面提供了关于可以分别在框510和512处采用的运行时发送器信道校准算法和运行时接收器信道校准算法的示例的进一步细节。通常，运行时发送器信道校准算法和运行时接收器信道校准算法对运行时期间通过系统100的发送器和接收器信道传播的校准信号执行测量，并识别要对随后分别经由发送器或接收器发送或接收的数据信号做出以均衡运行时期间的那些数据信号的调整(如果有的话)。以这种方式，可以减轻在运行时期间可能由环境因素引起的跨系统的发送器信道和/或接收器信道的信号效果的变化。

在框514处，校准模块106确定是否终止波束成形校准方法500，例如，系统100是否处于待机模式，是否禁用校准等。如果校准模块106在框514处确定终止波束成形校准方法500(在框514处为“是”)，则校准模块106终止方法500。如果校准模块106在框514处确定不终止波束成形校准方法500(在框514处为“否”)，则控制转回框510和512以分别重复运行时发送器信道校准算法和运行时接收器信道校准的同时执行，以在运行时期间分别校准系统100的发送器信道和接收器信道。

图6是示出根据本公开的实施例的用于在启动模式下执行系统100的发送器信道的波束成形校准的说明性方法600的流程图。在框602处，加权和校准处理器202分别针对系统100的多个发送器信道生成多个基带校准信号，并将基带校准信号转发至加权矩阵和校准注入模块204，以通过系统100的相应发送器信道进行传播。加权矩阵和校准注入模块204将基带校准信号转发到发送器和接收器模块104的相应发送器信道，所述发送器和接收器模块104在604处将相应的基带校准信号上变频为对应的RF校准信号。在框606处，发送器和接收器模块104的发送器信道将RF校准信号分别发送到天线阵列108的天线元件，以辐射到自由空间中。

在框608处，RF校准信号的部分分别经由相应的RF耦合器210从天线馈线耦合，并且被转发到组合器212。在框610处，组合器212将RF校准信号的部分组合成总和的RF校准信号，并将总和的RF校准信号转发到校准接收器206。可替换地，如以上结合图2所述，在一些实施例中，代替包括RF耦合器210和组合器212，耦合模块208包括校准天线元件214，其经由天线阵列108的相应天线元件接收从发送器和接收器模块104的发送器信道发送的EM信号中的每一个，并将接收到的EM信号转换成被提供给校准接收器模块206进行处理的RF信号。在框612处，校准接收器206将总和的RF校准信号下变频为总和的基带校准信号，并且将总和的基带校准信号转发到加权和校准处理器202。

在框614处，加权和校准处理器202从总和的基带校准信号中提取已经分别通过系统100的发送器信道传播的单独基带校准信号。在一些实施例中，总和的基带校准信号包括与系统100的多个发送器信道分别相对应的多个正交的单独校准信号(例如WalshHadamard序列、Zadoff-Chu序列等)。因为单独校准信号是正交的，所以单独校准信号可以在框614处通过以下步骤从总和的基带校准信号提取：将总和的基带校准信号与每个单独校准信号相关联，从而生成针对多个发送器信道的相应的关联输出信号。在一些情况下，单独校准信号经由系统100每次一个地快速连续发送，在这种情况下，借助于信号之间的时间分离来实现正交性。

在框616处，加权和校准处理器202计算基带校准信号的特性，例如，与相应发送器信道相对应的校准信号之间的增益、相位、定时差异。在框618处，加权和校准处理器202将相应发送器信道的增益、相位和定时特性相互比较，以识别、量化和/或表征跨发送器信道的增益、相位和定时的相对差异。例如，在一些实施例中，在针对发送器信道的相应关联输出信号当中具有最大峰值的信号被选择为参考信号。对于每个发送器信道：(1)其关联输出信号中的峰值点与被选择的参考信号的峰值点之间的定时差异表示针对所述发送器信道的定时差异；(2)其关联输出信号中的峰值点与被选择的参考信号的峰值点之间的相对幅度差异表示针对所述发送器信道的增益差异；并且(3)其关联输出信号与参考信号之间的相对相位差异表示相位差异。

在框620处，加权和校准处理器202基于在框618处的比较的结果，确定是否要对发送器信道中的每一个的增益、相位或定时做出任何调整以均衡随后经由发送器信道发送的信号。如上所述，框620处的确定可以至少部分地基于预定为可接受的增益、相位或定时的差异的一个或多个阈值。在一些实施例中，在框620处确定两种类型的定时调整：基于采样时间误差来确定的一个类型的定时调整，以及基于两条路径之间的静态的一次定时误差来确定的另一个类型的定时调整。如果加权和校准处理器202在框620处确定不对发送器信道中的每一个的增益、相位或定时进行调整以均衡随后经由发送器信道发送的信号(在框620处为“否”)，则控制转到框626，以确定是否终止校准方法600，如下所述。另一方面，如果加权和校准处理器202在框620处确定要对发送器信道中的一个或多个的增益、相位或定时做出一个或多个调整以均衡随后经由发送器信道发送的信号(在框620处为“是”)，则控制转到框622。

在框622处，加权和校准处理器202将在框620处识别的针对系统100的发送器信道中的一个或多个的调整传送至加权矩阵和校准注入模块204。在框624处，加权矩阵和校准注入模块204配置发送器信道，以将其相应的调整(如果有的话，视情况而定，针对每个发送器信道)合并到随后分别经由发送器信道发送的信号(例如，数据信号)中。然后控制转到框626。

在框626处，校准模块106确定是否终止启动发送器信道波束成形校准方法600，例如，系统100是否处于待机模式，是否禁用校准，是否将系统100预先配置为在启动时仅执行一次方法600等等。如果校准模块106在框626处确定终止启动发送器信道波束成形校准方法600(在框626处为“是”)，则校准模块106终止方法600。如果校准模块106在框626处确定不终止启动发送器信道波束成形校准方法600(在框626处为“否”)，则控制转回框602，以便以上述方式重复启动发送器信道波束成形校准方法600。

图7是示出根据本公开的实施例的用于在启动模式下执行系统100的发送器信道的波束成形校准的另一说明性方法700的流程图。在框702处，加权和校准处理器202分别针对系统100的多个发送器信道生成多个(具体地，n个，其中n表示系统100的发送器信道的数量)独立的校准序列，并分别基于n个校准序列生成n个基带校准信号。然后加权和校准处理器202将n个基带校准信号转发到加权矩阵和校准注入模块204，以通过系统100的相应发送器信道进行传播。

在一些实施例中，相对于其他(多个)发送器信道，系统100的发送器信道被每次一个地校准，对于每个发送器信道校准重复过程700的部分。在其他实施例中，使用单个发送事件并行地校准系统100的发送器信道。

在框704处，加权矩阵和校准注入模块204将基带校准信号转发到发送器和接收器模块104的相应发送器信道，所述发送器和接收器模块104将相应的基带校准信号上变频为对应的RF校准信号，并将RF校准信号分别发送到天线阵列108的天线元件，以辐射到自由空间中。

在框706处，RF校准信号的部分分别经由相应的RF耦合器210从天线馈线耦合，并且被转发到组合器212。在框708处，组合器212将RF校准信号的部分组合成总和的RF校准信号，并将总和的RF校准信号转发到校准接收器206。可替换地，如以上结合图2所述，在一些实施例中，代替包括RF耦合器210和组合器212，耦合模块208包括校准天线元件214，其经由天线阵列108的相应天线元件接收从发送器和接收器模块104的发送器信道发送的EM信号中的每个，并将接收到的EM信号转换成被提供给校准接收器模块206以进行处理的RF信号。在框710处，校准接收器206将总和的RF校准信号下变频为总和的基带校准信号，并且将总和的基带校准信号转发到加权和校准处理器202。

在框712处，加权和校准处理器202从总和的基带校准信号中提取已经分别通过系统100的发送器信道传播的单独基带校准信号。在一些示例中，加权和校准处理器202通过将在框710处生成的总和的RF校准信号与校准序列当中的在框702处生成并对应于在过程700的这个阶段被校准的特定发送器信道的特定一个校准序列(例如，n个校准序列中的校准序列i)进行互相关，来执行在框712处的提取。更具体地，在一些实施例中，以与以上结合框614(图6)描述的方式相似的方式执行框712处的提取。在框714处，加权和校准处理器202计算基带校准信号的特性，诸如与相应发送器信道相对应的校准信号之间的增益、相位、定时差异。在一些示例中，以与以上结合框616(图6)描述的方式相似的方式来执行框714处的计算。

在框716处，加权和校准处理器202将在框714处针对每个发送器信道测量的校准信号增益、相位和定时与在框714处针对发送器信道1测量的校准信号增益、相位和定时进行比较，在此示例中，发送器信道1充当与所有其他发送器信道进行比较的基准。以这种方式，加权和校准处理器202识别、量化和/或表征跨发送器信道的增益、相位和定时的相对差异。

在框718处，加权和校准处理器202基于在框716处的比较的结果来生成要对每个发送器信道的增益、相位或定时做出以均衡随后经由每个发送器信道发送的信号的任何调整。如上所述，可以至少部分地基于预定为可接受的增益、相位或定时的差异的一个或多个阈值来生成在框718处生成的调整。在一些实施例中，在框718处确定两种类型的定时调整：基于采样时间误差来确定的一个类型的定时调整，以及基于两条路径之间的静态一次定时误差来确定的另一个类型的定时调整。

在框720处，加权和校准处理器202将在框718处针对系统100的发送器信道生成的相应调整传送至加权矩阵和校准注入模块204。在框722处，加权矩阵和校准注入模块204配置发送器信道以将其相应的调整(如果有的话，视情况而定，针对各种发送器信道)合并到随后分别经由那些发送器信道发送的信号(例如，数据信号)中。然后控制转到框724。

在框724处，校准模块106确定是否终止启动发送器信道波束成形校准方法700，例如，系统100是否处于待机模式，是否禁用校准，是否将系统100预先配置为在启动时仅执行一次方法700等等。如果校准模块106在框724处确定终止启动发送器信道波束成形校准方法700(在框724处为“是”)，则校准模块106终止方法700。如果校准模块106在框724处确定不终止启动发送器信道波束成形校准方法700(在框724处为“否”)，则控制转回框706，以便以上述方式重复启动发送器信道波束成形校准方法700。

图8是示出根据本公开的另一实施例的、用于在启动模式下执行系统100的发送器信道的波束成形校准的另一说明性方法800的流程图。在详细描述校准方法800之前，将提供概述。波束成形依赖于将多个RF信号定相到多个天线来操纵阵列的增益模式，从而沿特定方向发送电磁能。在一些情况下，可以将窄带信号视为具有单个波长的单个频率。对于这样的窄带信号，时间(或传播)延迟等效于相位延迟，并且一个可以用来校正另一个。例如，如果较长的电缆引入了±1/4波长的传播延迟，则可以通过对所述信号应用–90°的相位偏移来来校正所述传播延迟。然而，对于频率含量为±BW/2(其中BW表示操作频率带宽)的宽带信号，信号中存在一定范围的波长。对于每个波长，不同地经历宽带信号的单个电缆传播延迟。例如，较短的波长经历更多的相变，而较长的波长经历相对较少的相变。因此，时间延迟会在无法利用在系统中的别处应用的单个相位偏移来完全校正的宽带信号中的频率上应用相位斜坡。如下面进一步详细描述的，为了确保波束成形在宽带信号中的所有频率上都是有效的，校准方法800促进了将所有RF路径上的时间延迟均衡到误差容限内。

现在参考图8，在框802处，校准模块106例如通过执行上述方法700的一个或多个迭代，来针对系统100的每个发送器信道生成粗略的增益、相位和定时调整。如以下进一步详细描述的，在过程800中，相对于其他(多个)发送器信道，系统100的发送器信道被每次一个地校准，对于每个发送器信道校准重复过程800的部分。为此，索引i被用来表示在过程800的特定阶段处被校准的特定发送器信道。在框804处，加权和校准处理器202通过将i设置为等于1(对应于正被校准的第一发送器信道)来初始化索引i。

在框806处，加权和校准处理器202针对系统100的发送器信道i生成多个(具体地，m个，其中m是表示用于在跨操作频带的各种频率上执行校准的离散频率音调的数量的整数)基带频率音调校准信号。然后，加权和校准处理器202将m个基带频率音调校准信号转发到加权矩阵和校准注入模块204，以通过在这个迭代中被校准的发送器信道i进行传播。

在框808处，加权矩阵和校准注入模块204将基带频率音调校准信号转发到发送器和接收器模块104的相应发送器信道，所述发送器和接收器模块104将相应的基带校准信号上变频为对应的RF频率音调校准信号，并依次将RF频率校准信号中的每一个发送到天线阵列108的相应天线元件，以辐射到自由空间中。

在框810处，加权和校准处理器202确定索引i是否等同于系统100的发送器信道的数量n。如果加权和校准处理器202在框810处确定索引i不等同于系统100的发送器信道的数量n(在框810处为“否”)，则在框812处，索引i增加1，并且控制转回到框806，以便以上述方式校准下一个发送器信道。另一方面，如果加权和校准处理器202在框810处确定索引i等同于系统100的发送器信道的数目n(在框810处为“是”)，则控制转到框814。

在框814处，校准接收器206通过RF耦合器210和组合器212，或者通过天线阵列108的天线元件和校准天线元件214，从系统100的发送器信道接收频率音调的总和的RF校准信号。然后，校准接收器206将频率音调的总和的RF校准信号下变频为频率音调的总和的基带校准信号，从频率音调的总和的基带校准信号中提取单独基带频率音调校准信号，并将提取的基带频率音调校准信号转发到加权和校准处理器202。在框816处，基于在框814处提取的基带频率音调校准信号，加权和校准处理器202估计针对跨操作频带的每个发送器信道的相位斜坡。

在框818处，加权和校准处理器202基于针对相应发送器信道估计的相位斜坡来确定针对每个发送器信道的时间偏移和粗略频率估计。在框820处，加权和校准处理器202计算并存储信道之间的相对相位差异和相对时间差异。在框822处，加权和校准处理器202至少部分地基于在框820处计算出的相位差异和时间差异，生成要对发送器信道的增益、相位或定时做出以均衡随后经由那些发送器信道发送的信号的任何调整。如上所述，可以至少部分地基于预定为可接受的增益、相位或定时的差异的一个或多个阈值来生成在框822处生成的调整。加权和校准处理器202将可能已经针对系统100的发送器信道生成的相应调整传送给加权矩阵和校准注入模块204。在框824处，加权矩阵和校准注入模块204将发送器信道配置为：将它们相应的调整(如果有的话，视情况而定，针对各种发送器信道)合并到随后分别经由那些发送器信道发送的信号(例如，数据信号)中。然后控制转到框826。

在框826处，校准模块106确定是否终止启动发送器信道波束成形校准方法800，例如，系统100是否处于待机模式，是否禁用校准，是否将系统100预先配置为在启动时仅执行一次方法800等等。如果校准模块106在框826处确定终止启动发送器信道波束成形校准方法800(在框826处为“是”)，则校准模块106终止方法800。如果校准模块106在框826处确定不终止启动发送器信道波束成形校准方法800(在框826处为“否”)，则控制转回框802，以便以上述方式重复启动发送器信道波束成形校准方法800。

图9是示出根据本公开的实施例的用于在运行时模式下执行系统100的发送器信道的波束成形校准的说明性方法900的流程图。在详细描述方法900之前，将提供一般描述。方法900通常包括将已知的测试激励施加到系统100，并且随后观察系统的响应于所述激励的性能。校准方法900在运行时期间执行，并且在方法900中考虑了各种技术以用于如何在不干扰系统100的连续不间断的无线电操作的情况下执行校准。例如，运行时校准可涉及(1)使用直流(DC)子载波(2)使用带外载波，或(3)使用具有编码增益提取的低幅度载波。

使用DC子载波的运行时校准利用了中心RF频率周围的区域(DC子载波，如基带所示)，其由于无线电电子设备在所述频率区域中引入的各种伪像而未用于数据服务。通过这种涉及消除伪影的方法，通信系统会忽略应用在DC子载波中的适度信号幅度，从而使所述区域对于校准用途具有吸引力。使用带外载波的运行时校准利用了这样一个事实：无线电通信系统中信号链所施加的频带滤波要比通信的实际带宽更大(即使只有一点)。滤波后的带宽和利用的带宽之间的未使用间隙被用于校准。使用具有编码增益提取的低幅度载波的运行时校准利用了这样一个事实：无线电通信系统经过精心设计以在存在噪声的情况下操作。引入的校准信号在常规系统中似乎是噪声，因此普通的通信操作不受影响或影响很小。为了抵消校准传输的结果的噪声，将编码序列用作校准信号，并使用编码增益(相关性)从噪声中提取信号。下面结合图9提供使用具有编码增益提取的低幅度载波的运行时校准的额外细节。

可以采用各种类型的校准信号或序列来使用具有编码增益提取的低幅度载波来实施运行时校准。例如，适合于此目的的校准信号可能具有某些特性，即：(1)循环或周期码，所述码自然是周期性的，或者通过截断而变成循环的；(2)用于测量定时对齐的低自相关或零自相关；(3)多个正交基，所述码通过所述正交基而允许产生具有相同特性但相互之间的互相关性较低的多个码的基或种子(这可用于为每个传输路径创建唯一的激励，同时允许它们相互清楚地区分)和(4)恒定幅度(例如，在短期平均值上)，以避免在时域或频域中对通信系统生成可能有问题的结构噪声。适合于这种校准的信号的示例性类型包括正交信号、恒定幅度零自相关(CAZAC)码、Zadoff-Chu序列、Walsh-Hadamard序列等。

在框902处，加权和校准处理器202针对系统100的发送器信道中的每一个生成基带校准信号。在一些实施例中，基带校准信号是Zadoff-Chu(ZC)序列，并且每个基带校准信号具有等于包括循环前缀的LTE符号的长度的长度。

在框904处，加权和校准处理器202调整针对发送器信道的基带校准信号的相应增益。在一些实施例中，在框904处的增益调整用于相对于将与校准信号组合的数据信号(诸如LTE信号)调整校准信号的幅度。以此方式，可以将校准信号调整为具有掩埋在数据信号的噪声阈值以下(例如，比数据信号低20dB)的幅度，使得接收所述信号的常规用户设备不会检测到校准信号。校准信号对于常规用户设备似乎是噪声。在一些实施例中，可以在框904处增加校准信号的幅度，这可以使运行时校准能够以增加噪声水平为代价更快地执行。

在框906处，加权和校准处理器202将调整基带增益后的校准信号与针对系统100的发送器信道中的每一个的对应基带数据信号组合。在框908处，系统100的每个发送器信道将其对应的基带组合数据和校准信号上变频为RF组合数据和校准信号。

在框910处，发送器信道的RF组合数据和校准信号的部分分别经由相应的RF耦合器210从天线馈线耦合，并且被转发到组合器212，在框912处，所述组合器212将RF组合数据和校准信号的部分组合为总和的RF组合数据和校准信号，并将总和的RF组合数据和校准信号转发到校准接收器206。可替换地，如以上结合图2所述，在一些实施例中，代替包括RF耦合器210和组合器212，耦合模块208包括校准天线元件214，所述校准天线元件214经由天线阵列108的对应天线元件接收从发送器和接收器模块104的发送器信道发送的EM信号中的每一个，并且将接收到的EM信号转换成被提供给校准接收器模块206以进行处理的RF信号。

在框914处，校准接收器206将总和的RF组合数据和校准信号下变频为总和的基带组合数据和校准信号，并且将总和的基带组合数据和校准信号转发到加权和校准处理器202。在框916处，对于发送器信道中的每一个，加权和校准处理器202将总和的基带组合数据和校准信号与在框902处针对所述发送器信道生成的校准序列进行卷积(相关联)，以提取针对每个发送器信道的单独校准信号。在框918处，对于每个发送器信道，加权和校准处理器202将来自框916的每个关联信号划分为样本块。在框920处，加权和校准处理器202相干地将在框918处生成的样本块相加，从而有效地生成样本的平均值。以此方式，在框920处，生成n个平均关联序列，其中每个发送器信道一个平均关联序列。

在框922处，加权和校准处理器202针对在框920处获得的n个关联序列中的每一个测量并存储关联序列的峰值幅度。在框924处，针对n个关联序列中的每一个，加权和校准处理器202识别峰值在序列内位于的位置，并生成表示所述峰值的一个复数值。在框926处，加权和校准处理器202基于在框924处针对所述发送器信道生成的复数值，找到针对每个发送器信道的增益差异和相位差异。在框928处，加权和校准处理器202执行可选的滤波步骤。然后控制转到框930。

在框930处，校准模块106确定是否终止运行时发送器信道波束成形校准方法900，例如，系统100是否处于待机模式，是否禁用校准等。如果校准模块106在框930处确定终止启动发送器信道波束成形校准方法000(在框930处为“是”)，则校准模块106终止方法900。如果校准模块106在框930处确定不终止启动发送器信道波束成形校准方法900(在框930处为“否”)，则控制转回框902，以便以上述方式重复运行时发送器信道波束成形校准方法900。

已经描述了用于执行系统100的发送器信道的波束成形校准的各种说明性方法，现在将参考图10来描述根据本公开的实施例的、用于在启动模式下执行系统100的接收器信道的波束成形校准的示例方法1000。在框1002处，加权和校准处理器202生成用于校准系统100的多个接收器信道的基带校准信号，并将基带校准信号转发到校准发送器306以通过系统100的相应接收器信道进行传播。在框1004处，校准发送器306将基带校准信号上变频为对应的RF校准信号，并将RF校准信号转发到分离器312，在框1006处，分离器312分离RF校准信号并将RF校准信号的分离的版本提供给系统100的接收器信道的RF耦合器310。

在框1008处，通过RF耦合器310，RF校准信号被定向耦合到用于相应接收器信道的天线馈线中。在一些实施例中，RF耦合器310位于距天线阵列108的天线元件预定距离之内，以最大化信号链的被包括在反馈环路中的部分，并促进更准确的校准。替代地，如以上结合图2所述，在一些实施例中，代替包括RF耦合器310和组合器312，注入模块308包括位于距天线阵列108预定距离之内的校准天线元件314。校准天线元件314从校准发送器模块306接收RF校准信号，将RF校准信号转换成对应的EM校准信号，并且经由天线阵列108的对应的天线元件将EM校准信号发送到发送器和接收器模块104的接收器信道。在框1010处，发送器和接收器模块104的每个接收器将RF校准信号下变频为基带校准信号，并将基带校准信号转发到加权矩阵和校准拾取模块304以进行处理。

在框1012处，加权矩阵和校准拾取模块304从基带校准信号中提取分别已经通过系统100的接收器信道传播的单独基带校准信号，并将提取的单独基带校准信号提供给加权和校准处理器302进行处理。在一些实施例中，以与以上结合框614(图6)描述的方式相似的方式执行框1012处的提取。在框1014处，加权和校准处理器302计算基带校准信号的特性，诸如，与相应接收器信道相对应的校准信号之间的增益、相位、定时差异。在框1016处，加权和校准处理器302将相应接收器信道的增益、相位和定时特性相互比较，以识别、量化和/或表征跨接收器信道的增益、相位和定时的相对差异。在一些示例中，以与以上结合框616(图6)描述的方式相似的方式来执行框1014处的计算和/或框1016处的比较或确定。

在框1018处，加权和校准处理器302基于框1016的比较的结果，确定是否要对接收器信道中的每一个的增益、相位或定时做出任何调整以均衡随后经由接收器信道接收的信号。如上所述，框1018处的确定可以至少部分地基于预定为可接受的增益、相位或定时的差异的一个或多个阈值。如果加权和校准处理器302在框1018处确定不对接收器信道中的每一个的增益、相位或定时做出调整以均衡随后经由发送器信道接收的信号(在框1018处为“否”)，则控制转到框1024，以确定是否终止校准方法1000，如下所述。另一方面，如果加权和校准处理器302在框1018处确定要对接收器信道中的一个或多个的增益、相位或定时做出一个或多个调整以均衡随后经由接收器接收的信号信道(在框1018处为“是”)，则控制转到框1020。

在框1020处，加权和校准处理器302将在框1018处针对系统100的接收器信道中的一个或多个识别的调整传送至加权矩阵和校准拾取模块304。在框1022处，加权矩阵和校准拾取模块304配置接收器信道以将它们的相应调整(如果有的话，视情况而定，针对每个接收器信道)合并到随后分别经由接收器信道接收的信号(例如，数据信号)中。然后控制转到框1024。

在框1024处，校准模块106(例如，其加权和校准处理器302)确定是否终止启动接收器信道波束成形校准方法1000，例如，系统100是否处于待机模式，是否禁用校准，系统100是否被预配置为在启动时仅执行一次方法1000等等。如果校准模块106在框1024处确定终止启动接收器信道波束成形校准方法1000(在框1024处为“是”)，则校准模块106终止方法1000。如果校准模块106在框1024处确定不终止启动接收器信道波束成形校准方法1000(在框1024处为“否”)，则控制转回框1002，以便以上述方式重复启动接收器信道波束成形校准方法1000。

图11是示出根据本公开的实施例的用于在启动模式下执行系统100的接收器信道的波束成形校准的说明性方法1100的流程图。在框1102处，加权和校准处理器302生成要用于系统100的多个接收器信道的校准序列，基于所述校准序列生成基带校准信号，并将基带校准信号转发至将基带校准信号上变频为RF校准信号的校准发送器306。

在一些实施例中，相对于其他(多个)接收器，系统100的接收器信道被每次一个地校准，对于每个接收器信道校准重复过程1100的部分。在其他实施例中，使用单个发送事件来并行地校准系统100的接收器信道。

在框1104处，RF校准信号被从校准发送器306转发到分离器312，所述分离器312将RF校准信号分离成多个基本相似的RF校准信号。分离器312将RF校准信号分别转发到接收器信道的RF耦合器310。每个RF耦合器310又转而将RF校准信号耦合到其对应的天线馈线。可替换地，如以上结合图2所述，在一些实施例中，代替包括RF耦合器310和分离器312，注入模块308包括位于距天线阵列108预定距离之内的校准天线元件314。校准天线元件314从校准发送器模块306接收RF校准信号，将RF校准信号转换成对应的EM校准信号，并且经由天线阵列108的对应的天线元件将EM校准信号发送到发送器和接收器模块104的接收器信道。在框1108处，发送器和接收器模块104的每个接收器将RF校准信号下变频为对应的基带校准信号，并将基带校准信号转发到加权矩阵和校准拾取模块304以进行处理。

在框1110处，加权和校准处理器302计算并存储基带校准信号的特性，诸如，与相应接收器信道相对应的校准信号之间的增益、相位、定时差异。在一些示例中，以与以上结合框616(图6)所描述的方式类似的方式来执行框1110处的计算。

在框1112处，加权和校准处理器302将在框1110处针对每个接收器信道测量的校准信号增益、相位和定时与在框1110处针对接收器信道1测量的校准信号增益、相位和定时进行比较，在此示例中，接收器信道1充当与所有其他接收器信道进行比较的基准。以这种方式，加权和校准处理器302识别、量化和/或表征接收器信道之间的增益、相位和定时上的相对差异。

在框1114处，加权和校准处理器302基于框1112处的比较的结果生成要对每个接收器信道的增益、相位或定时做出以均衡随后经由每个接收器信道i接收的信号的任何调整。如上所述，可以至少部分地基于预定为可接受的增益、相位或定时的差异的一个或多个阈值来生成在框1114处生成的调整。

在框1116处，加权和校准处理器302将在框1114处针对系统100的接收器信道生成的相应调整传送至加权矩阵和校准拾取模块304。在框1118处，加权矩阵和校准拾取模块304配置接收器信道以将其相应的调整(如果有的话，视情况而定，针对各种接收器信道)合并到随后分别经由那些接收器信道接收的信号(例如，数据信号)中。然后控制转到框1120。

在框1120处，校准模块106(例如，其加权和校准处理器202)确定是否终止启动接收器信道波束成形校准方法1100，例如，系统100是否处于待机模式，是否禁止校准，系统100是否被预配置为在启动时仅执行一次方法1100等等。如果校准模块106在框1120处确定终止启动接收器信道波束成形校准方法1100(在框1120处为“是”)，则校准模块106终止方法1100。如果校准模块106在框1120处确定不终止启动接收器信道波束成形校准方法1100(在框1120处为“否”)，则控制转回框1102，以便以上述方式重复启动接收器信道波束成形校准方法1100。

图12是示出根据本公开的另一实施例的用于在启动模式下执行系统100的接收器信道的波束成形校准的说明性方法1200的流程图。在框1202处，例如，通过执行上述校准方法1100的一个或多个迭代，校准模块106针对系统100的每个接收器信道生成粗略的增益、相位和定时调整。如下面进一步详细描述的，在过程1200中，相对于其他(多个)接收器信道，系统100的接收器信道被每次一个地校准，对于每个接收器信道校准重复过程1200的部分。为此，索引i被用来表示在过程1200的特定阶段被校准的特定接收器信道。在框1204处，加权和校准处理器302通过将i设置为等于1(对应于被校准的第一接收器信道)来初始化索引i。

在框1206处，加权和校准处理器202针对系统100的接收器信道i生成多个(具体地，m个，其中m是表示用于在跨操作频带的各种频率上执行校准的离散频率音调的数量的整数)基带频率音调校准信号。加权和校准处理器302将m个基带频率音调校准信号转发到校准发送器306，以通过在这个迭代中被校准的接收器信道i连续传播。

在框1208处，校准发送器306将相应的基带频率音调校准信号上变频为相应的RF频率音调校准信号，并将RF频率音调校准信号中的每一个依次提供给分离器312。RF频率音调校准信号通过分离器312被转发到将总和的RF校准信号分别耦合到天线馈线的接收器信道的相应RF耦合器310。可替换地，如以上结合图2所述，在一些实施例中，代替包括RF耦合器310和组合器312，注入模块308包括位于距天线阵列108预定距离之内的校准天线元件314。校准天线元件314从校准发送器模块306接收RF校准信号，将RF校准信号转换为对应的总和的EM校准信号，并且经由天线阵列108的对应的天线元件将总和的EM校准信号发送到发送器和接收器模块104的接收器信道。

在框1210处，加权和校准处理器302确定索引i是否等同于系统100的接收器信道的数量n。如果加权和校准处理器302在框1210处确定索引i不等同于系统100的接收器信道的数量n(在框1210处为“否”)，则在框1212处，索引i增加1，并且控制转回框1206，以便以上述方式校准下一个接收器信道。另一方面，如果加权和校准处理器302在框1210处确定索引i等同于系统100的接收器信道的数目n(在框1210处为“是”)，则控制转到框1214。

在框1214处，发送器和接收器模块104的每个接收器将频率音调的相应RF校准信号下变频为频率音调的对应的基带校准信号，从频率的基带校准信号中提取单独基带频率音调校准信号，并将提取的基带频率音调校准信号通过加权矩阵和校准拾取模块304转发到加权和校准处理器302。在框1216处，基于在框1214处提取的基带频率音调校准信号，加权和校准处理器302估计跨操作频带的每个接收器信道的相位斜坡。

在框1218处，加权和校准处理器302基于针对相应接收器信道估计的相位斜坡，确定针对每个接收器信道的时间偏移和粗略频率估计。在框1220处，加权和校准处理器302计算并存储接收器信道之间的相对相位差异和相对时间差异。在框1222处，加权和校准处理器302至少部分地基于在框1220处计算出的相位差异和时间差异，生成要对接收器信道的增益、相位或定时做出以均衡随后经由那些接收器信道接收的信号的任何调整。如上所述，可以至少部分地基于预定为可接受的增益、相位或定时的差异的一个或多个阈值来生成在框1222处生成的调整。加权和校准处理器302将可能已经为系统100的接收器信道生成的相应调整传送到加权矩阵和校准拾取模块304。在框1224处，加权矩阵和校准拾取模块304配置接收器信道配置以将它们相应的调整(如果有的话，视情况而定，针对各种接收器信道)合并到随后分别经由那些接收器信道接收的信号(例如，数据信号)中。然后控制转到框1226。

在框1226处，校准模块106(例如，其加权和校准处理器302)确定是否终止启动接收器信道波束成形校准方法1200，例如，系统100是否处于待机模式，是否禁止校准，系统100是否被预配置为在启动时仅执行一次方法1200等等。如果校准模块106在框1226处确定终止启动接收器信道波束成形校准方法1200(在框1226处为“是”)，则校准模块106终止方法1200。如果校准模块106在框1226处确定不终止启动接收器信道波束成形校准方法1200(在框1226处为“否”)，则控制转回框1202，以便以上述方式重复启动接收器信道波束成形校准方法1200。

图13是示出根据本公开的实施例的、用于在运行时模式下执行系统100的接收器信道执行波束成形校准的说明性方法1300的流程图。在详细描述方法1300之前，将提供一般描述。方法1300通常包括将已知的测试激励施加到系统100，并且随后观察系统的响应于所述激励的性能。校准方法1300在运行时期间执行，并且在方法900中考虑了各种技术以用于如何在不会干扰系统100的连续不间断的无线电操作的情况下执行校准。例如，运行时校准可涉及(1)使用直流(DC)子载波(2)使用带外载波，或(3)使用具有编码增益提取的低幅度载波。

使用DC子载波的运行时校准利用了中心RF频率周围的区域(DC子载波，如基带所示)，其由于无线电电子设备在所述频率区域中引入的各种伪像而未用于数据服务。通过这种涉及消除伪影的方法，通信系统会忽略应用在DC子载波中的适度信号幅度，从而使所述区域对于校准用途具有吸引力。使用带外载波的运行时校准利用了这样一个事实：无线电通信系统中信号链所施加的频带滤波要比通信的实际带宽更大(即使只有一点)。滤波后的带宽和利用的带宽之间的未使用间隙被用于校准。使用具有编码增益提取的低幅度载波的运行时校准利用了这样一个事实：无线电通信系统经过精心设计以在存在噪声的情况下操作。引入的校准信号在常规系统中似乎是噪声，因此普通的通信操作不受影响或影响很小。为了抵消校准传输的结果的噪声，将编码序列用作校准信号，并使用编码增益(相关性)从噪声中提取信号。下面结合图13提供使用具有编码增益提取的低幅度载波的运行时校准的额外细节。

可以采用各种类型的校准信号或序列来使用具有编码增益提取的低幅度载波来实施运行时校准。例如，适合于此目的的校准信号可能具有某些特性，即：(1)循环或周期码，所述码自然是周期性的，或者通过截断而变成循环的；(2)用于测量定时对齐的低自相关或零自相关；(3)多个正交基，所述码通过所述正交基而允许产生具有相同特性但相互之间的互相关性较低的多个码的基或种子(这可用于为每个传输路径创建唯一的激励，同时允许它们相互清楚地区分)和(4)恒定幅度(例如，在短期平均值上)，以避免在时域或频域中对通信系统生成可能有问题的结构噪声。适合于这种校准的信号的示例性类型通常具体包括Zadoff-Chu序列、或者恒定幅度零自相关(CAZAC)码。

在框1302处，加权和校准处理器302针对系统100的接收器信道中的每一个生成基带校准信号。在一些实施例中，基带校准信号是Zadoff-Chu(ZC)序列，并且每个基带校准信号具有等于包括循环前缀的LTE符号的长度的长度。

在框1304处，加权和校准处理器302调整用于接收器信道的基带校准信号的相应增益。在一些实施例中，在框904处的增益调整用于相对于将与校准信号组合的数据信号(诸如LTE信号)调整校准信号的幅度。以此方式，可以将校准信号调整为具有掩埋在数据信号的噪声阈值以下(例如，比数据信号低20dB)的幅度，使得接收所述信号的常规用户设备不会检测到校准信号。校准信号对于常规用户设备似乎是噪声。在一些实施例中，可以在框904处增加校准信号的幅度，这可以使运行时校准能够以增加噪声水平为代价更快地执行。

在框1306处，加权和校准处理器302将调整基带增益后的校准信号与针对系统100的接收器信道中的每一个的对应基带数据信号组合。在框1308处，校准发送器306将基带组合数据和校准信号上变频为RF组合数据和校准信号。

在框1310处，RF校准信号通过分离器312被转发到将RF校准信号分别耦合到天线馈线的接收器信道的相应RF耦合器310。可替换地，如以上结合图2所述，在一些实施例中，代替包括RF耦合器310和组合器312，注入模块308包括位于距天线阵列108预定距离之内的校准天线元件314。校准天线元件314从校准发送器模块306接收RF校准信号，将RF校准信号转换成对应的EM校准信号，并且经由天线阵列108的对应天线元件将EM校准信号发送到发送器和接收器模块104的接收器信道。

在框1312处，发送器和接收器模块104的每个接收器将RF组合数据和校准信号下变频为基带组合数据和校准信号，并且通过加权矩阵和校准拾取模块304将基带组合数据和校准信号转发到加权和校准处理器302以进行处理。在框1314处，对于接收器信道中的每一个，加权和校准处理器302将基带组合数据和校准信号与在框1302处针对所述接收器信道生成的校准序列进行卷积(相关联)，以提取针对每个接收器信道的单独校准信号。在框1316处，对于每个接收器信道，加权和校准处理器302将来自框1314的每个关联信号划分为样本块。在框1318处，加权和校准处理器302相干地将在框1316处生成的采样块相加，从而有效地生成样本的平均值。以此方式，在框1318处，生成n个平均关联序列，每个接收器信道一个平均关联序列。

在框1320处，加权和校准处理器302针对在框1318处获得的n个关联序列中的每一个测量并存储关联序列的峰值幅度。在框1322处，针对n个关联序列中的每一个，加权和校准处理器302识别峰值在序列内位于的位置，并生成表示所述峰值的一个复数值。在框1324处，加权和校准处理器302基于在框1322处针对所述接收器信道生成的复数值，找到针对每个接收器信道的增益差异和相位差异。在框1326处，加权和校准处理器302执行可选的滤波步骤。然后控制转到框1328。

在框1328处，校准模块106(例如，其加权和校准处理器302)确定是否终止运行时接收器信道波束成形校准方法1300，系统100是否处于待机模式，是否禁用校准等等。如果校准模块106在框1328处确定终止启动接收器信道波束成形校准方法1300(在框1328处为“是”)，则校准模块106终止方法1300。如果校准模块106在框1328处确定不终止启动接收器信道波束成形校准方法1300(在框1328处为“否”)，则控制转回框1302，以便以上述方式重复运行时接收器信道波束成形校准方法1300。

本文公开的实施例是本信息系统的示例，并且可以以各种形式实施。例如，尽管本文的某些实施例被描述为单独的实施例，但是本文的实施例中的每一个可以与本文中的其他实施例中的一个或多个组合。本文公开的特定的结构和功能细节不应被解释为限制性的，而应作为权利要求的基础和作为教导本领域技术人员以实际上任何适当的详细结构来不同地采用本信息系统的代表性基础。在整个附图的描述中，相似的参考标号可以指代相似或相同的元件。

短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“在一些实施例中”或“在其他实施例中”可各自指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。“A或B”形式的短语表示“(A)、(B)或(A和B)”。“A、B或C中的至少一个”形式的短语表示“(A)；(B)；(C)；(A和B)；(A和C)；(B和C)；或(A、B和C)。”

本文描述的系统和/或方法可以利用一个或多个控制器来接收各种信息并对所接收的信息进行变换以生成输出。控制器可以包括能够执行存储在存储器中的一系列指令的任何类型的计算设备、计算电路或任何类型的处理器或处理电路。控制器可以包括多个处理器和/或多核中央处理单元(CPU)，并且可以包括任何类型的处理器，例如微处理器、数字信号处理器、微控制器、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)等等。控制器还可包括存储器，所述存储器用于存储数据和/或指令，所述数据和/或指令在由一个或多个处理器执行时使所述一个或多个处理器执行一种或多种方法和/或算法。在采用多个控制器和/或多个存储器的组合的示例实施例中，本文描述的系统和/或方法的每个功能可以分配给控制器和存储器的任何组合并由其执行。

本文中描述的任何方法、程序、算法或代码可以被转换为编程语言或计算机程序或以编程语言或计算机程序表达。如本文所使用的术语“编程语言”和“计算机程序”各自包括用于指定对计算机的指令的任何语言，并且包括(但不限于)以下语言及其派生词：汇编、Basic、批处理文件、BCPL、C、C+、C++、Delphi、Fortran、Java、JavaScript、机器代码、操作系统命令语言、Pascal、Perl、PL1、脚本语言、Visual Basic、本身指定程序的元语言，以及所有第一代、第二代、第三代、第四代、第五代或更高一代的计算机语言。还包括数据库和其他数据模式以及任何其他元语言。在被解释、编译或使用编译方法和解释方法两者的语言之间没有区别。程序的编译版本和源版本之间没有区别。因此，对程序的引用(其中编程语言可以以多于一个的状态(例如源、编译、对象或链接)存在)是对这种状态中的任何一个或全部的引用。对程序的引用可以包含实际指令和/或那些指令的意图。

本文描述的方法、程序、算法或代码中的任何一个可以被包含在一个或多个非暂时性计算机可读或机器可读介质或存储器上。术语“存储器”可以包括提供(在示例中，存储和/或发送)机器(诸如，处理器、计算机或数字处理设备的)可读形式的信息的机制。例如，存储器可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁盘存储介质、光学存储介质、闪存设备或任何其他易失性或非易失性存储器存储设备。包含在其上的代码或指令可以由载波信号、红外信号、数字信号和其他类似信号表示。

前面的描述仅是本信息系统的说明。在不脱离本公开的情况下，本领域技术人员可以设计出各种替代和修改。因此，本公开旨在涵盖所有这样的替代、修改和变化。呈现参考附图描述的实施例仅是为了证明本公开的某些示例。与以上内容和/或所附权利要求书中所描述的那些元素、步骤、方法和技术没有实质性不同的其他元素、步骤、方法和技术也意图在本公开的范围内。

Claims (20)

1.一种用于发送器信道校准的方法，包括：

生成与发送器模块的多个发送器信道分别相对应的多个校准信号；

通过多个发送器信道的至少一部分分别传播多个校准信号；

比较传播的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性；

基于比较的结果，识别针对多个发送器信道中的至少一个发送器信道的增益、相位或定时的至少一个调整；和

基于所述调整，调整经由多个发送器信道中的至少一个发送器信道发送的数据信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个校准信号包括Zadoff-Chu序列、Walsh-Hadamard序列或另一正交信号中的至少一个。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个校准信号分别从多个天线馈线耦合到校准处理器以进行处理。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述多个校准信号分别通过多个定向耦合器分别从所述多个天线馈线耦合到组合器，所述组合器将所述多个校准信号组合成组合校准信号，并将组合校准信号转发到校准处理器以进行处理。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述组合校准信号在被转发到所述校准处理器之前被接收器下变频。

6.根据权利要求3所述的方法，其中，感测天线元件感测分别通过与所述多个天线馈线相对应的多个天线元件发送的多个校准信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其中多个调整被提供给加权矩阵和校准注入模块，所述加权矩阵和校准注入模块将所述多个调整分别应用于随后经由所述多个发送器信道发送的多个信号。

8.根据权利要求1所述的方法，还包括：生成多个独立基带校准序列，其中，所述多个校准信号是分别基于所述多个独立基带校准序列生成的射频信号。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个校准信号中的每一个包括多个频率音调。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括基于所述多个频率音调来估计针对所述多个发送器信道中的每一个发送器信道的相位斜坡。

11.一种用于接收器信道校准的方法，包括：

生成与接收模块的多个接收器信道分别相对应的多个校准信号；

通过多个接收器信道的至少一部分分别传播多个校准信号；

比较传播的多个校准信号中的至少两个校准信号的至少两个信号特性；

基于比较的结果，识别针对多个接收器信道中的至少一个接收器信道的增益、相位或定时的至少一个调整；和

基于所述调整来调整经由多个接收器信道中的至少一个接收器信道接收的数据信号。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多个校准信号包括Zadoff-Chu序列、Walsh-Hadamard序列或另一正交信号中的至少一个。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多个校准信号被分别耦合到多个天线馈线上。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述多个校准信号通过分离器被生成，并且其中，所述多个校准信号通过多个定向耦合器分别耦合到所述多个天线馈线上。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述多个校准信号在被转发到校准处理器以进行处理之前被所述接收器模块的多个接收器信道分别下变频。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，天线元件通过多个天线元件将所述多个校准信号分别发送到所述多个天线馈线。

17.根据权利要求11所述的方法，其中，将多个调整提供给加权矩阵和校准拾取模块，所述加权矩阵和校准拾取模块将所述多个调整分别应用于随后经由所述多个接收器信道接收的多个信号。

18.根据权利要求11所述的方法，还包括生成多个独立基带校准序列，其中，所述多个校准信号是分别基于所述多个独立基带校准序列生成的射频信号。

19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述多个校准信号中的每一个包括多个频率音调。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括基于所述多个频率音调来估计针对所述多个接收器信道中的每一个的相位斜坡。

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