CN112118058A

CN112118058A - 一种通道的校准处理方法及装置

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Publication number: CN112118058A
Application number: CN201910541463.1A
Authority: CN
Inventors: 章勇; 王希; 石璟
Original assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Current assignee: Datang Mobile Communications Equipment Co Ltd
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2019-06-21
Publication date: 2020-12-22
Anticipated expiration: 2039-06-21
Also published as: CN112118058B

Abstract

本发明实施例公开了一种通道的校准处理方法及装置，方法包括：根据预设规则确定参考通道，并在每个通道分组内增加所述参考通道；在各通道分组进行组内校准的过程中，计算当前通道分组内各通道与所述参考通道的目标相位初值差；根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差确定各通道的相位旋转因子，并根据各通道的相位旋转因子对各通道进行相位校准。本发明实施例通过在每个通道分组内增加参考通道，在组内校准时通过一个统一的参考通道进行相位校准，无需额外的组间校准，缩短了校准收敛时间，提高了校准效率。

Description

一种通道的校准处理方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种通道的校准处理方法及装置。

背景技术

在通信领域中，通道阵列系统少则需要集成数十个通道，多则需要上万个通道，要求各个通道间的相移和幅度保持一致，通道间移相误差尽可能小。因此需要对多通道的参数值进行校准。

现有的发送通道阵列的测量与校准方法如图1所示，包括以下步骤：

步骤A1、对发送通道阵列进行分组，假设总共有M个发送通道，分成N组，每组通道数为P＝M/N；从N个分组中，各选取一个通道，组成组间校准。

步骤A2、进行组内校准，组内校准分为以下几步：A2.1、校准测量序列产生；A2.2、校准测量序列发送；A2.3、校准测量序列接收；2.4、信道估计；A2.5、相位计算；A2.6、相位拟合。

步骤A3、进行组间校准，组间校准在组内校准完成之后，额外进行一次校准，其具体步骤和组内校准类似，此处不再赘述。

步骤A4、根据组间通道相位拟合结果和对应的组内通道相位拟合结果，计算对应通道相位差。

步骤A5、将得到的相位差，补偿到组内校准拟合的相位中，对各组内校准相位进行拉齐，得到最终各通道的相位。

步骤A6、根据各通道相位，得到相应的校准系数。

但是，现有的通道校准时需要额外的组间校准，使得校准收敛时间过长，效率过低。

发明内容

由于现有方法存在上述问题，本发明实施例提出一种通道的校准处理方法及装置。

第一方面，本发明实施例提出一种通道的校准处理方法，包括：

根据预设规则确定参考通道，并在每个通道分组内增加所述参考通道；

在各通道分组进行组内校准的过程中，计算当前通道分组内各通道与所述参考通道的目标相位初值差；

根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差确定各通道的相位旋转因子，并根据各通道的相位旋转因子对各通道进行相位校准。

可选地，所述根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差确定各通道的相位旋转因子，并根据各通道的相位旋转因子对各通道进行相位校准之后，还包括：

计算当前通道分组内各通道各频率间隔的第一平均功率和所述参考通道的第二平均功率，根据所述第一平均功率和所述第二平均功率计算得到各通道的幅度因子，并根据各通道的幅度因子对各通道进行幅度校准。

可选地，所述在各通道分组进行组内校准的过程中，计算当前通道分组内各通道与所述参考通道的目标相位初值差，具体包括：

在各通道分组进行组内校准的过程中，计算当前通道分组内各通道与所述参考通道的相位初值差至少一次，得到至少一个相位初值差，并计算所述至少一个相位初值差的平均值作为所述目标相位初值差。

可选地，所述计算当前通道分组内各通道各频率间隔的第一平均功率和所述参考通道的第二平均功率，具体包括：

计算当前通道分组内各通道各频率间隔的平均功率至少一次和所述参考通道的平均功率至少一次，计算至少一个各通道各频率间隔的平均功率的平均值作为所述第一平均功率，并计算至少一个参考通道的平均功率的平均值作为所述第二平均功率。

可选地，所述预设规则包括：

获取所有通道中预设时间段内传输最稳定的通道作为所述参考通道；

或，

获取所有通道之外的目标通道作为所述参考通道。

可选地，所述根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差确定各通道的相位旋转因子，具体包括：

根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差和斜率，确定各通道更新后的相对相位，并根据所述更新后的相对相位，通过查表或坐标旋转数字计算CORDIC的方法得到确定各通道的相位旋转因子。

第二方面，本发明实施例还提出一种通道的校准处理装置，包括：

参考通道确定模块，用于根据预设规则确定参考通道，并在每个通道分组内增加所述参考通道；

相位差计算模块，用于在各通道分组进行组内校准的过程中，计算当前通道分组内各通道与所述参考通道的目标相位初值差；

相位校准模块，用于根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差确定各通道的相位旋转因子，并根据各通道的相位旋转因子对各通道进行相位校准。

可选地，所述校准处理装置还包括：

幅度校准模块，用于计算当前通道分组内各通道各频率间隔的第一平均功率和所述参考通道的第二平均功率，根据所述第一平均功率和所述第二平均功率计算得到各通道的幅度因子，并根据各通道的幅度因子对各通道进行幅度校准。

可选地，所述相位差计算模块具体用于在各通道分组进行组内校准的过程中，计算当前通道分组内各通道与所述参考通道的相位初值差至少一次，得到至少一个相位初值差，并计算所述至少一个相位初值差的平均值作为所述目标相位初值差。

可选地，所述幅度校准模块具体用于计算当前通道分组内各通道各频率间隔的平均功率至少一次和所述参考通道的平均功率至少一次，计算至少一个各通道各频率间隔的平均功率的平均值作为所述第一平均功率，并计算至少一个参考通道的平均功率的平均值作为所述第二平均功率。

可选地，所述预设规则包括：

或，

获取所有通道之外的目标通道作为所述参考通道。

可选地，所述相位校准模块具体用于根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差和斜率，确定各通道更新后的相对相位，并根据所述更新后的相对相位，通过查表或坐标旋转数字计算CORDIC的方法得到确定各通道的相位旋转因子。

第三方面，本发明实施例还提出一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述处理器通信连接的至少一个存储器，其中：

所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令，所述处理器调用所述程序指令能够执行上述方法。

第四方面，本发明实施例还提出一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序使所述计算机执行上述方法。

由上述技术方案可知，本发明实施例通过在每个通道分组内增加参考通道，在组内校准时通过一个统一的参考通道进行相位校准，无需额外的组间校准，缩短了校准收敛时间，提高了校准效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，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，还可以根据这些图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的一种通道的校准处理方法的流程示意图；

图2为本发明一实施例提供的一种通道的校准处理方法的流程示意图；

图3为本发明另一实施例提供的一种通道的校准处理方法的流程示意图；

图4为本发明一实施例提供的一种通道分组示意图；

图5为本发明一实施例提供的一种通道的校准处理装置的结构示意图；

图6为本发明一实施例提供的电子设备的逻辑框图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图2示出了本实施例提供的一种通道的校准处理方法的流程示意图，包括：

S201、根据预设规则确定参考通道，并在每个通道分组内增加所述参考通道。

其中，所述预设规则包括：获取所有通道中预设时间段内传输最稳定的通道作为所述参考通道；或，获取所有通道之外的目标通道作为所述参考通道。

具体地，如图3所示，对发送通道阵列进行分组，假设总共有G个发送通道，分成Q组，组号为1～Q，则每组的通道数为M＝G/Q；然后在每个通道分组内增加一个参考通道(可以是原G个发送通道中的某个普通通道，也可以是原G个发送通道之外的专门通道)，用于进行校准，则各组内的通道数为M+1。

S202、在各通道分组进行组内校准的过程中，计算当前通道分组内各通道与所述参考通道的目标相位初值差。

具体地，如图3所示，在进行组内校准时，首先生成测量序列，在传输网络(传输通道)中进行传输，然后接收测量序列，进行信道估计后，计算各通道的相位，即计算当前通道分组内各通道与所述参考通道的目标相位初值差。

所述目标相位初值差是最终确定的各通道与所述参考通道的相位初始值的差值。

S203、根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差确定各通道的相位旋转因子，并根据各通道的相位旋转因子对各通道进行相位校准。

其中，所述相位旋转因子为各通道的相位经校准后需要进行调整的大小。

本实施例通过在每个通道分组内增加参考通道，在组内校准时通过一个统一的参考通道进行相位校准，无需额外的组间校准，缩短了校准收敛时间，提高了校准效率。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，S203之后，还包括：

S204、计算当前通道分组内各通道各频率间隔的第一平均功率和所述参考通道的第二平均功率，根据所述第一平均功率和所述第二平均功率计算得到各通道的幅度因子，并根据各通道的幅度因子对各通道进行幅度校准。

其中，所述第一平均功率为最终确定的各通道各频率间隔的平均功率。

所述第二平均功率为最终确定的参考通道的平均功率。

所述幅度因子为各通道的幅度经校准后需要进行调整的大小。

现有技术中无幅度校准，本实施例以参考通道为基准，对各通道的幅度进行相对校准，提高校准性能。

通过对相位和幅度同时进行相对校准，可以大大提高当前信噪比下相位和幅度测量与校准的精度。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，S202具体包括：

具体地，可以对各通道与所述参考通道的相位初值差进行多次测量后求平均，进一步提高计算精度，同时提高校准性能。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，S204具体包括：

具体地，可以对各通道各频率间隔的平均功率和参考通道的平均功率进行多次测量后求平均，进一步提高计算精度，同时提高校准性能。

进一步地，在上述方法实施例的基础上，S203具体包括：

根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差和斜率，确定各通道更新后的相对相位，并根据所述更新后的相对相位，通过查表或CORDIC的方法得到确定各通道的相位旋转因子。

具体地，CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer，坐标旋转数字计算)方法是J.D.Volder1于1959年首次提出，主要用于三角函数、双曲线、指数、对数的计算。该方法通过基本的加和移位运算代替乘法运算，使得矢量的旋转和定向的计算不再需要三角函数、乘法、开方、反三角、指数等函数。

具体来说，如图3所示，本实施例提供的通道的校准处理方法包括以下详细步骤：

步骤B1、通道分组。对发送通道阵列进行分组，假设总共有G个发送通道，分成Q组，组号为1～Q，每组的通道数为M＝G/Q。

步骤B2、增加参考通道。在每个分组内，增加一个参考通道用于相对校准，则各组内的通道数为M+1。

步骤B3、进行组内校准，组内校准步骤分为：

B3.1：校准测量序列产生：根据通道带宽W，以及校准序列频域间隔Δf，产生长度为L＝W/Δf的校准测量序列，组内各通道的校准序列长度相同，均为L。同一组内，不同通道间的校准测量序列在FDM(Frequency Division Multiplexing，频分多路复用)，校准测量序列各点占用带宽为Δf_res,其中Δf＝J×Δf_res，J>＝Q+1。Q+1个通道的校准序列，共占用带宽为L×(Q+1)×Δf_res<＝W，其中W＝L×J×Δf_res＝L×Δf；

B3.2、校准测量序列发送：通过IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅里叶逆变换)等操作，将频域校准序列变成时域信号进行发送，假设时域发送信号记为x(n)；

B3.3、校准测量序列接收：通过FFT(Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换)等操作，将时域接收信号变换到频域，进行频域处理，假设接收频域信号记为X(k)；

B3.4、信道估计：根据各通道校准序列的频域映射位置，取出各通道频域接收序列，记为X(m,k_n)，其中，m＝1,2,…,M+1，k_n＝1,2,…,L。与本地校准序列X_L(k_n)进行LS(Least Square，最小二乘)估计，得到信道估计结果H(m,k_RB)＝X(m,k_RB)×X_L(k_RB)；

B3.5、相位因子计算：

B3.5.1、相位计算：通过CORDIC等方法，得到信道估计结果H(m,kRB)的相位angle(H(m,kRB))，记为φ(m,kRB)；

B3.5.2、相位拟合：由于各通道的校准序列长度为L，频率间隔为Δf，此时需要对相位进行拟合，得到频率间隔为Δf_res的相位φ(m,k)。相位拟合可采用例如分段法，将整个带宽W先分成P个小段，每个分段内认为是线性相位，分别计算每个分段内的相位初值φ_init(p,n)和斜率Δφ(p,n)，p＝1～P为分段索引，具体如图4所示，以一个分组包含4个通道，Δf＝8×Δf_res为例，简单说明相位拟合的可能方法。实际情况中，一个分组可以有(M+1)个通道，M>＝1。

如图4所示，假设每个分段带宽都为W_d，则有W＝P×W_d,W_d＝I×Δf。4个通道中，通道1～3为普通通道，通道4为参考通道。根据各通道的信道估计结果H(m,k_RB)，通过CORDIC或其他方法，可以得到信道估计结果H(m,k_RB)的相位φ(m,k_RB)＝angle(H(m,k_RB))；计算相位差(Δf间隔)：Δφ(m,p,k_RB,p)＝φ(m,p,k_RB,p+1)-φ(m,p,k_RB,p)，k_RB,p为当前分段内的索引，p为当前分段号；计算当前分段中的平均相位差(Δf间隔)：Δφ_avg(m,p)＝mean(Δφ(m,p,k_RB,p))；计算当前分段中的平均相位差(Δf_res间隔)：Δφ_avg,res(m,p)＝Δφ_avg(m,p)/8，k_n属于当前分段；计算分段平均初始相位：φ_init(m,p)＝mean(φ(m,p,k_RB,p),2),k_n属于当前分段，初始相位对应的索引为k_RB,p,init＝mean(k_RB,p)；计算分段平均初始相位差：Δφ_init(m,p)＝φ_init(m,p)-(φ_init(m_ref,p)-(m_ref-m)*Δφ_avg,res(m,p))，此例中，n＝1～3,n_ref＝4。

相位拟合时，根据各分段初始相位φ_init(m,p)和平均相位差Δφ_avg,res(m,p)，以及索引k_RB,p,init，可以得到分段内的相位拟合曲线：φ(m,p,k_res,p)＝φ_init(m,p)+Δφ_avg,res(m,p)×(k_res,p-8×k_RB,p,init),k_res,p＝1～I×J，所有分段拟合后的相位按顺序组合起来，得到整个带宽内的拟合相位φ(m,k)。

B3.5.3、相位拉齐：各通道相位经过拟合后，计算各通道与参考通道的相位初值差，得到Δφ_init(m,k)＝φ_init(m_ref,k)-φ_init(m,k)，其中，m＝1～M，m_ref＝M+1，k＝1～K(＝W/Δf_res)。利用各通道的相位初值差异及斜率，得到各通道频率间隔为Δf_res的相对相位Δφ(m,k)；

B3.5.4、相位因子计算：利用更新后的相对相位，通过查表或CORDIC等方法，得到各通道频率间隔为Δf_res的相位旋转因子。

B3.6、幅度因子计算：

B3.6.1、功率计算：计算各通道各频率间隔Δf的功率，记为P(n,k_n)＝H(m,k_RB)×conj(H(m,k_RB))；计算组内参考通道平均功率P_avg(m_ref)＝mean(P(m_ref,k_RB),2)，其中，mref＝M+1；

B3.6.2、幅度因子：各通道幅度向参考通道拉齐，得到各通道的幅度因子，即：Amp(m,k_RB)＝sqrt(P_avg(m_ref)/P(m,k_RB))。

B3.7、校准系数计算：tx_ac_coef(m,k)＝exp(-Δφ(m,k))×Amp(m,k/R)。

步骤B4、判断组内校准是否全部完成，是则停止计算，否则继续进行下一次组内校准。

图5示出了本实施例提供的一种通道的校准处理装置的结构示意图，所述装置包括：参考通道确定模块501、相位差计算模块502和相位校准模块503，其中：

所述参考通道确定模块501用于根据预设规则确定参考通道，并在每个通道分组内增加所述参考通道；

所述相位差计算模块502用于在各通道分组进行组内校准的过程中，计算当前通道分组内各通道与所述参考通道的目标相位初值差；

所述相位校准模块503用于根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差确定各通道的相位旋转因子，并根据各通道的相位旋转因子对各通道进行相位校准。

具体地，所述参考通道确定模块501根据预设规则确定参考通道，并在每个通道分组内增加所述参考通道；所述相位差计算模块502在各通道分组进行组内校准的过程中，计算当前通道分组内各通道与所述参考通道的目标相位初值差；所述相位校准模块503根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差确定各通道的相位旋转因子，并根据各通道的相位旋转因子对各通道进行相位校准。

进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述校准处理装置还包括：

进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述相位差计算模块502具体用于在各通道分组进行组内校准的过程中，计算当前通道分组内各通道与所述参考通道的相位初值差至少一次，得到至少一个相位初值差，并计算所述至少一个相位初值差的平均值作为所述目标相位初值差。

进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述幅度校准模块具体用于计算当前通道分组内各通道各频率间隔的平均功率至少一次和所述参考通道的平均功率至少一次，计算至少一个各通道各频率间隔的平均功率的平均值作为所述第一平均功率，并计算至少一个参考通道的平均功率的平均值作为所述第二平均功率。

进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述预设规则包括：

或，

获取所有通道之外的目标通道作为所述参考通道。

进一步地，在上述装置实施例的基础上，所述相位校准模块具体用于根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差和斜率，确定各通道更新后的相对相位，并根据所述更新后的相对相位，通过查表或坐标旋转数字计算CORDIC的方法得到确定各通道的相位旋转因子。

本实施例所述的通道的校准处理装置可以用于执行上述方法实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。

参照图6，所述电子设备，包括：处理器(processor)601、存储器(memory)602和总线603；

其中，

所述处理器601和存储器602通过所述总线603完成相互间的通信；

所述处理器601用于调用所述存储器602中的程序指令，以执行上述各方法实施例所提供的方法。

本实施例公开一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的方法。

本实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令使所述计算机执行上述各方法实施例所提供的方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种通道的校准处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的通道的校准处理方法，其特征在于，所述根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差确定各通道的相位旋转因子，并根据各通道的相位旋转因子对各通道进行相位校准之后，还包括：

3.根据权利要求1所述的通道的校准处理方法，其特征在于，所述在各通道分组进行组内校准的过程中，计算当前通道分组内各通道与所述参考通道的目标相位初值差，具体包括：

4.根据权利要求2所述的通道的校准处理方法，其特征在于，所述计算当前通道分组内各通道各频率间隔的第一平均功率和所述参考通道的第二平均功率，具体包括：

5.根据权利要求1所述的通道的校准处理方法，其特征在于，所述预设规则包括：

或，

获取所有通道之外的目标通道作为所述参考通道。

6.根据权利要求1所述的通道的校准处理方法，其特征在于，所述根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差确定各通道的相位旋转因子，具体包括：

7.一种通道的校准处理装置，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的通道的校准处理装置，其特征在于，所述校准处理装置还包括：

9.根据权利要求7所述的通道的校准处理装置，其特征在于，所述相位差计算模块具体用于在各通道分组进行组内校准的过程中，计算当前通道分组内各通道与所述参考通道的相位初值差至少一次，得到至少一个相位初值差，并计算所述至少一个相位初值差的平均值作为所述目标相位初值差。

10.根据权利要求8所述的通道的校准处理装置，其特征在于，所述幅度校准模块具体用于计算当前通道分组内各通道各频率间隔的平均功率至少一次和所述参考通道的平均功率至少一次，计算至少一个各通道各频率间隔的平均功率的平均值作为所述第一平均功率，并计算至少一个参考通道的平均功率的平均值作为所述第二平均功率。

11.根据权利要求7所述的通道的校准处理装置，其特征在于，所述预设规则包括：

或，

获取所有通道之外的目标通道作为所述参考通道。

12.根据权利要求7所述的通道的校准处理装置，其特征在于，所述相位校准模块具体用于根据各通道与所述参考通道的目标相位初值差和斜率，确定各通道更新后的相对相位，并根据所述更新后的相对相位，通过查表或坐标旋转数字计算CORDIC的方法得到确定各通道的相位旋转因子。

13.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一所述的通道的校准处理方法。

14.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一所述的通道的校准处理方法。