CN117997445A - 空口校准方法、装置、射频设备及处理器可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种空口校准方法、装置及射频设备，该方法包括：M个天线之间进行校准序列的收发；根据接收所述校准序列的天线的信道估计结果，进行P轮校准因子计算；根据所述P轮校准因子计算的计算结果，确定各个天线的校准因子；使用所述天线的校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准；本申请实施例利用射频设备内部天线近距离辐射进行天线校准，在不增加硬件成本的基础上，使得射频设备非码本赋形成为可能，同时还能提升码本赋形的性能。
Description
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其是指一种空口校准方法、装置、射频设备及处理器可读存储介质。
背景技术
现有空口校准方法包括：用户设备(User Equipment，UE)首先在一定的频率f上估计基站发射天线到UE的合成信道；UE将得到的信道量化后反馈到基站；UE发送特定上行信号，基站根据特定上行信号估计UE天线到各接收天线的信道；基站根据UE上报的信道和估计出信道计算校准系数；基站根据得到的校准系数对估计出的上行信道进行补偿得到下行信道。
如上所有现有空口校准方法中需要配置较多资源用于UE反馈，影响系统下行吞吐量；其次，UE对下行信道进行量化后通过空口反馈，需要耗费大量空口资源，影响系统上行吞吐量。该方法的性能，对反馈的量化误差较为敏感，且受限于系统中UE的状态，只有那些信道质量非常好，且移动速度缓慢的UE才适用于做该方案的空口校准。此外，为了基站校准会加大UE功耗，可能会缩短终端的电池使用时间，降低用户体验。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种空口校准方法、装置、射频设备及处理器可读存储介质，以解决现有的空口校准方法影响系统上行吞吐量且UE功耗较大的问题。
为了解决上述问题，本申请实施例提供一种空口校准方法，由包括M个天线的射频设备执行，该方法包括：
M个天线之间进行校准序列的收发；
根据接收所述校准序列的天线的信道估计结果，进行P轮校准因子计算；
根据所述P轮校准因子计算的计算结果，确定各个天线的校准因子；
使用所述天线的校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准；
其中，M，P为大于或者等于2的整数。
其中，M个天线之间进行校准序列的收发之前，所述方法还包括：
对所述M个天线的接收通道进行预校准，使得预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
其中，对所述M个天线的接收通道进行预校准，使得校预准后的各个天线的接收通道频响相同，包括：
将M个天线的接收通道频响与预校准因子相乘，得到预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
其中，每轮校准因子计算对应的M个天线之间进行校准序列的收发，包括：
从M个天线中为该轮校准选择一个参考天线；
所述参考天线发送校准序列，除所述参考天线之外的其他天线接收所述参考天线发送的校准序列；
除所述参考天线之外的其他天线发送校准序列，所述参考天线接收所述其他天线发送的校准序列。
其中，每轮校准因子计算，包括以下步骤：
接收校准序列的天线根据接收到的校准序列进行信道估计，得到信道估计结果；
根据所述信道估计结果，计算得到该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组资源块RB级校准因子向量。
其中，每轮校准因子计算对应的参考天线不同。
其中，发送校准序列，包括：
将各天线的校准序列采用频分复用的形式进行频域映射，将不同天线的校准序列映射到不同的资源单元RE，得到映射后的频域数据；
将映射后的频域数据转换为基带时域序列；
发送所述基带时域序列。
其中，接收校准序列，包括：
对经过空口信道的基带时域序列进行接收；
将所述基带时域序列转换为频域接收序列；
对所述频域接收序列进行解映射，提取接收到的校准序列。
其中，根据所述信道估计结果，计算得到该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组RB级校准因子向量，包括：
根据参考天线向其他天线发送校准序列对应的信道估计结果，以及，其他天线向参考天线发送校准序列对应的信道估计结果，计算该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组RB校准因子向量；
选择第一天线的校准因子向量作为基准，对所述M-1组RB校准因子向量进行归一化，得到归一化后的M-1组RB级校准因子；其中，所述第一天线为除参考天线之外的其他天线中的一个天线。
其中，每轮校准因子计算选择的用于归一化的第一天线相同。
其中，根据所述P轮校准因子计算的计算结果，确定各个天线的校准因子，包括：
将P轮校准因子计算分别得到的归一化后的M-1组RB级校准因子向量进行合并，得到M个天线分别对应的M组RB级校准因子；
以各个天线的RB级校准因子的绝对值作为基准，对所述M组RB级校准因子进行归一化，得到归一化后的M组RB级校准因子；
对归一化后的M组RB级校准因子进行插值，得到M组RE级校准因子。
其中，使用所述天线的校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准，包括：
使用所述天线的RE级校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准。
本申请实施例还提供一种空口校准装置，应用于包括M个天线的射频设备，该装置包括：
收发单元，用于在M个天线之间进行校准序列的收发；
计算单元，用于根据接收所述校准序列的天线的信道估计结果，进行P轮校准因子计算；
确定单元，用于根据所述P轮校准因子计算的计算结果，确定各个天线的校准因子；
校准单元，用于使用所述天线的校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准；
其中，M，P为大于或者等于2的整数。
本申请实施例还提供一种射频设备，该射频设备包括M个天线，M个天线之间进行校准序列的收发；该射频设备还包括存储器，收发机，处理器：
存储器，用于存储计算机程序；收发机，用于在所述处理器的控制下收发数据；处理器，用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作：
根据接收所述校准序列的天线的信道估计结果，进行P轮校准因子计算；
根据所述P轮校准因子计算的计算结果，确定各个天线的校准因子；
使用所述天线的校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准；
其中，M，P为大于或者等于2的整数。
其中，所述处理器还用于执行以下操作：
对所述M个天线的接收通道进行预校准，使得预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
其中，所述处理器还用于执行以下操作：
将M个天线的接收通道频响与预校准因子相乘，得到预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
其中，每轮校准因子计算对应的M个天线之间进行校准序列的收发，包括：
从M个天线中为该轮校准选择一个参考天线；
所述参考天线发送校准序列，除所述参考天线之外的其他天线接收所述参考天线发送的校准序列；
除所述参考天线之外的其他天线发送校准序列，所述参考天线接收所述其他天线发送的校准序列。
其中，所述处理器还用于执行以下操作：
接收校准序列的天线根据接收到的校准序列进行信道估计，得到信道估计结果；
根据所述信道估计结果，计算得到该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组资源块RB级校准因子向量。
其中，每轮校准因子计算对应的参考天线不同。
其中，所述处理器还用于执行以下操作：
将各天线的校准序列采用频分复用的形式进行频域映射，将不同天线的校准序列映射到不同的资源单元RE，得到映射后的频域数据；
将映射后的频域数据转换为基带时域序列；
发送所述基带时域序列。
其中，所述处理器还用于执行以下操作：
对经过空口信道的基带时域序列进行接收；
将所述基带时域序列转换为频域接收序列；
对所述频域接收序列进行解映射，提取接收到的校准序列。
其中，所述处理器还用于执行以下操作：
根据参考天线向其他天线发送校准序列对应的信道估计结果，以及，其他天线向参考天线发送校准序列对应的信道估计结果，计算该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组RB校准因子向量；
选择第一天线的校准因子向量作为基准，对所述M-1组RB校准因子向量进行归一化，得到归一化后的M-1组RB级校准因子；其中，所述第一天线为除参考天线之外的其他天线中的一个天线。
其中，每轮校准因子计算选择的用于归一化的第一天线相同。
其中，所述处理器还用于执行以下操作：
将P轮校准因子计算分别得到的归一化后的M-1组RB级校准因子向量进行合并，得到M个天线分别对应的M组RB级校准因子；
以各个天线的RB级校准因子的绝对值作为基准，对所述M组RB级校准因子进行归一化，得到归一化后的M组RB级校准因子；
对归一化后的M组RB级校准因子进行插值，得到M组RE级校准因子。
其中，所述处理器还用于执行以下操作：
使用所述天线的RE级校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准。
本申请实施例还提供一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述处理器执行如上所述的方法。
本申请的上述技术方案至少具有如下有益效果：
本申请实施例的空口校准方法、装置、射频设备及处理器可读存储介质中，利用射频设备内部天线近距离辐射进行天线校准，不依赖于传统宏站的硬件校准网络，利用内部天线完成自校准，降低小站硬件成本；同时也不依赖UE反馈，通过基站内部校准运算，就能获得较高的校准精度；从而在不增加硬件成本的基础上，使得射频设备非码本赋形成为可能，同时还能提升码本赋形的性能。
附图说明
图1表示本申请实施例可应用的一种无线通信系统的框图；
图2表示本申请实施例提供的空口校准方法的步骤流程图；
图3表示本申请实施例提供的空口校准方法的应用示例图之一；
图4表示本申请实施例提供的空口校准方法的应用示例图之二；
图5表示本申请实施例提供的空口校准方法中校准序列的映射示意图；
图6表示本申请实施例提供的空口校准方法的应用流程示意图；
图7表示本申请实施例提供的空口校准装置的结构示意图；
图8表示本申请实施例提供的射频设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
图1示出本申请实施例可应用的一种无线通信系统的框图。无线通信系统包括终端设备11和网络侧设备12。其中，终端设备11也可以称作终端或者用户终端(UserEquipment，UE)。需要说明的是，在本申请实施例并不限定终端11的具体类型。网络侧设备12可以是基站或核心网，需要说明的是，在本申请实施例中仅以NR系统中的基站为例，但是并不限定基站的具体类型。
本申请实施例中术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供的技术方案可以适用于多种系统，尤其是5G系统。例如适用的系统可以是全球移动通讯(global system of mobile communication，GSM)系统、码分多址(code division multiple access，CDMA)系统、宽带码分多址(Wideband CodeDivision Multiple Access，WCDMA)通用分组无线业务(general packet radio service，GPRS)系统、长期演进(long term evolution，LTE)系统、LTE频分双工(frequencydivision duplex，FDD)系统、LTE时分双工(time division duplex，TDD)系统、高级长期演进(long term evolution advanced，LTE-A)系统、通用移动系统(universal mobiletelecommunication system，UMTS)、全球互联微波接入(worldwide interoperabilityfor microwave access，WiMAX)系统、5G新空口(New Radio,NR)系统等。这多种系统中均包括终端设备和网络设备。系统中还可以包括核心网部分，例如演进的分组系统(EvolvedPacket System,EPS)、5G系统(5GS)等。
本申请实施例涉及的终端设备，可以是指向用户提供语音和/或数据连通性的设备，具有无线连接功能的手持式设备、或连接到无线调解调器的其他处理设备等。在不同的系统中，终端设备的名称可能也不相同，例如在5G系统中，终端设备可以称为用户设备(User Equipment，UE)。无线终端设备可以经无线接入网(Radio Access Network,RAN)与一个或多个核心网(Core Network,CN)进行通信，无线终端设备可以是移动终端设备，如移动电话(或称为“蜂窝”电话)和具有移动终端设备的计算机，例如，可以是便携式、袖珍式、手持式、计算机内置的或者车载的移动装置，它们与无线接入网交换语言和/或数据。例如，个人通信业务(Personal Communication Service，PCS)电话、无绳电话、会话发起协议(Session Initiated Protocol，SIP)话机、无线本地环路(Wireless Local Loop，WLL)站、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)等设备。无线终端设备也可以称为系统、订户单元(subscriber unit)、订户站(subscriber station)，移动站(mobilestation)、移动台(mobile)、远程站(remote station)、接入点(access point)、远程终端设备(remote terminal)、接入终端设备(access terminal)、用户终端设备(userterminal)、用户代理(user agent)、用户装置(user device)，本申请实施例中并不限定。
本申请实施例涉及的网络设备，可以是基站，该基站可以包括多个为终端提供服务的小区。根据具体应用场合不同，基站又可以称为接入点，或者可以是接入网中在空中接口上通过一个或多个扇区与无线终端设备通信的设备，或者其它名称。网络设备可用于将收到的空中帧与网际协议(Internet Protocol，IP)分组进行相互更换，作为无线终端设备与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括网际协议(IP)通信网络。网络设备还可协调对空中接口的属性管理。例如，本申请实施例涉及的网络设备可以是全球移动通信系统(Global System for Mobile communications，GSM)或码分多址接入(Code Division Multiple Access，CDMA)中的网络设备(Base Transceiver Station，BTS)，也可以是带宽码分多址接入(Wide-band Code Division Multiple Access，WCDMA)中的网络设备(NodeB)，还可以是长期演进(long term evolution，LTE)系统中的演进型网络设备(evolutional Node B，eNB或e-NodeB)、5G网络架构(next generation system)中的5G基站(gNB)，也可以是家庭演进基站(Home evolved Node B，HeNB)、中继节点(relaynode)、家庭基站(femto)、微微基站(pico)等，本申请实施例中并不限定。在一些网络结构中，网络设备可以包括集中单元(centralized unit，CU)节点和分布单元(distributedunit，DU)节点，集中单元和分布单元也可以地理上分开布置。
网络设备与终端设备之间可以各自使用一或多根天线进行多输入多输出(MultiInput Multi Output,MIMO)传输，MIMO传输可以是单用户MIMO(Single User MIMO,SU-MIMO)或多用户MIMO(Multiple User MIMO,MU-MIMO)。根据根天线组合的形态和数量，MIMO传输可以是2D-MIMO、3D-MIMO、FD-MIMO或massive-MIMO，也可以是分集传输或预编码传输或波束赋形传输等。
如图2所示，本申请实施例提供一种空口校准方法，由包括M个天线的射频设备执行，该方法包括：
步骤201，M个天线之间进行校准序列的收发；
步骤202，根据接收校准序列的天线的信道估计结果，进行P轮校准因子计算；
步骤203，根据P轮校准因子计算的计算结果，确定各个天线的校准因子；
步骤204，使用天线的校准因子，对天线的频域发射数据进行补偿或对天线的频域接收数据进行校准；
其中，M，P为大于或者等于2的整数。
可选地，该射频设备可以为基站、远端射频单元(Remote RF Unit，RRU)等，在此不做具体限定。
可选地，M可以等于4、或8、或12等常用的天线数量设置值，也可以设置为其他数值，在此不做具体限定。
可选地，P的取值可以为2，或者大于2的其他整数。一种可选实现方式中，P的取值与M的取值成正比，即天线数量越多，P的取值越大，在此不做具体限定。
需要说明的是，假设校准带宽包含的资源块(Resource block，RB)数为N(资源单元(Resource Element，RE)数为N·12)，进行校准序列收/发时，经历的通道频响如下：
(1)发送方向通道频响：其中，M为天线数量。
(2)接收方向通道频响：M为天线数量。
(3)空间传播通道频响：M为天线数量；且m≠n，并假设/>即空间通道传播特性互易。
例如，如图3所示，天线1和和天线2之间的校准序列收发所经历的传播通道频响特性如下：
(1)天线1向天线2发射校准序列：经历天线1发送通道，空间通道，天线2接收通道，子载波上的总频响为/>
(2)天线2向天线1发射校准序列：经历天线2发送通道，空间通道，天线1接收通道，子载波上的总频响为/>
作为一个可选实施例，步骤201之前，所述方法还包括：
对M个天线的接收通道进行预校准，使得预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
本申请实施例中，预校准是用于拉齐各个天线的接收通道频响，使得经过预校准后的接收通道频响满足：
可选地，对M个天线的接收通道进行预校准，使得校预准后的各个天线的接收通道频响相同，包括：
将M个天线的接收通道频响与预校准因子相乘，得到预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
本申请实施例中可使用出厂预校准或离线预校准等方法进行预校准来使得预校准后的各个天线的接收通道频响相同。以出厂预校准为例，假设通过出厂预校准，得到预校准因子为
其中，A为大于或者等于1的常数；经过预校准后的接收通道响应为：
经过预校准后，认为各接收通道频响特性已经拉齐。
本申请实施例通过预校准将各接收通道频响特性拉齐，避免由于通道间存在较大差异导致的性能降低；同时由于拉齐了接收通道频响的特性，利用码本赋形，能够提升码本赋形性能。
在本申请的至少一个实施例中，每轮校准因子计算对应的M个天线之间进行校准序列的收发，包括：
从M个天线中为该轮校准选择一个参考天线；
参考天线发送校准序列，除所述参考天线之外的其他天线接收该参考天线发送的校准序列；
除该参考天线之外的其他天线发送校准序列，该参考天线接收所述其他天线发送的校准序列。
可选地，每轮校准因子计算对应的参考天线不同。
一种可选实现方式中，假设M＝4，P＝2，即射频设备包括4个天线，需要进行2轮校准因子计算。每轮校准分别选择一个参考天线，如图4所示，第1轮校准选择天线1作为参考天线，则以天线1为参考进行校准序列的3发1收和1发3收；第2轮校准选择天线4作为参考天线，则以天线4为参考进行校准序列的3发1收和1发3收。以第1轮校准为例，如图6所示，第1轮校准因子计算对应的3发1收包括：天线2、天线3、天线3分别发送校准序列，天线1接收校准序列；第1轮校准因子计算对应的1发3收包括：天线1发送校准序列，天线2、天线3、天线4接收校准序列。其中，参考天线可配，两轮校准使用不同天线作为参考天线。
作为一个可选实施例，发送校准序列，包括：
将各天线的校准序列采用频分复用FDM的形式进行频域映射，将不同天线的校准序列映射到不同的资源单元RE，得到映射后的频域数据；
将映射后的频域数据转换为基带时域序列；
发送所述基带时域序列。
其中，将映射后的频域数据转换为基带时域序列，包括：对映射后的频域数据补0，频域到时域变换(如快速傅里叶逆变换IFFT)，加循环前缀(Cyclic Prefix，CP)等操作，得到基带时域序列之后，将得到的基带时域序列/>发送出去。
可选地，校准序列的发送和接收时间，可以选择在上下行切换间隔中进行。
假设M＝4，P＝2，系统带宽包含N个RB，一种可行的校准序列映射方案为：选取校准序列长度为N，频域间隔为1个RB(12个RE)，各天线的校准序列采用频分复用(FDM)形式进行频域映射。不同天线的校准序列分别映射到不同的RE位置，如图5所示。
图5中，3发1收情况，3根发送天线的校准序列，分别映射在RE5～7(即FDM，频域映射位置可配)；1发3收情况，发送天线校准序列映射在RE6(频域映射位置可配)。假设校准序列为N为带宽中包含的RB数。
经过映射后的频域数据为其中q＝1表示第1轮校准，q＝2表示第2轮校准。
1发3收，映射后频域数据为：
3发1收，映射后频域数据为：
其中，可以理解为：从系统带宽的第6个RE开始映射校准序列，且每隔12个RE映射一个校准序列直到系统带宽结束。
其中，函数f(m)的作用是使3个发送天线的校准序列，依次映射到RB中的子载波5，6，7，当第1轮校准选择天线1作为参考天线，第2轮校准选择天线4作为参考天线的情况下，即有：
m为发送校准序列的天线的索引。
需要说明的是，若选择其他参考天线，或者校准序列映射到其他子载波上，f(q)(m)表达式需适应性修改。例如，选择天线2作为参考天线，q＝1时，再例如，选择天线1作为参考天线，将3个发送天线的校准序列，依次映射到RB中的子载波7，8，9，q＝1时，f(q)(m)＝m+5,m＝2,3,4；在此不一一枚举。
在本申请的至少一个实施例中，接收校准序列，包括：
对经过空口信道的基带时域序列进行接收；
将基带时域序列转换为频域接收序列；
对频域接收序列进行解映射，提取接收到的校准序列。
可选地，将所述基带时域序列转换为频域接收序列包括：对经过空口信道的基带时域序列进行接收，并进行去CP，快速傅里叶变换FFT，去除虚子载波等处理，得到频域接收序列：
可选地，对所述频域接收序列进行解映射，提取接收到的校准序列，包括：
对解映射，根据发送校准序列的频域映射位置，提取接收到的校准信号：
其中，上标(1)表示第1轮校准；表示参考天线1发送的校准序列，在天线m上接收到的频域数据，即1发3收场景；m→1表示天线m上发送的校准序列，在参考天线1上接收到的数据，即3发1收场景。
同理，可以对第2轮接收信号解映射，得到：
在本申请的至少一个实施例中，每轮校准因子计算，包括以下步骤：
接收校准序列的天线根据接收到的校准序列进行信道估计，得到信道估计结果；
根据信道估计结果，计算得到该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组资源块RB级校准因子向量。
可选地，一种可行的方案为使用最小均方误差(Minimum Mean Square Error，MMSE)准则进行信道估计或用其他信道估计方案进行信道估计，得到信道估计结果如下：
其中，上标“DL”和“UL”带有方向性，“DL”表示其他天线向参考天线发射校准序列，“UL”表示参考天线向其他天线发射校准序列。
一种可选实现方式中，根据所述信道估计结果，计算得到该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组RB级校准因子向量，包括：
根据参考天线向其他天线发送校准序列对应的信道估计结果，以及，其他天线向参考天线发送校准序列对应的信道估计结果，计算该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组RB校准因子向量；
选择第一天线的校准因子向量作为基准，对所述M-1组RB校准因子向量进行归一化，得到归一化后的M-1组RB级校准因子；其中，所述第一天线为除参考天线之外的其他天线中的一个天线。
可选地，每轮校准因子计算选择的用于归一化的第一天线相同。
可选地，选择第一天线的校准因子向量作为基准，对所述M-1组RB校准因子向量进行归一化，可以理解为：利用第一天线的校准因子向量分别除以M-1组RB校准因子向量。
例如，计算第1轮校准因子向量并归一化，包括：
M-1组RB级校准因子向量为：
对进行归一化，选择参考天线外的其他天线的校准因子向量作为基准，例如/>对其他校准因子向量进行归一化，得到：
再例如，计算第2轮校准因子向量并归一化：
M-1组RB级校准因子向量为：
对进行归一化，选择参考天线外的其他天线的校准因子向量作为基准，例如/>对其他校准因子向量进行归一化，得到：
在本申请的至少一个实施例中，根据P轮校准因子计算的计算结果，确定各个天线的校准因子，包括：
将P轮校准因子计算分别得到的归一化后的M-1组RB级校准因子向量进行合并，得到M个天线分别对应的M组RB级校准因子；
以各个天线的RB级校准因子的绝对值作为基准，对M组RB级校准因子进行归一化，得到归一化后的M组RB级校准因子；
对归一化后的M组RB级校准因子进行插值，得到M组RE级校准因子。
将P轮校准因子计算分别得到的归一化后的M-1组RB级校准因子向量进行合并，可以理解为：将每轮计算得到的各个天线对应的RB级校准因子向量相加，并除以该天线RB级校准因子向量的计算次数，从而得到M个天线分别对应的M组RB级校准因子。
以各个天线的RB级校准因子的绝对值作为基准，对M组RB级校准因子进行归一化，可以理解为：利用各个RB级校准因子处于该RB级校准因子的绝对值。
其中，插值可以理解为：在离散数据的基础上补插连续函数，使得这条连续曲线通过全部给定的离散数据点。插值是离散函数逼近的重要方法，利用它可通过函数在有限个点处的取值状况，估算出函数在其他点处的近似值。
例如，将两轮校准因子合并，得到4根天线的RB级校准因子向量为：
其中，
再次归一化，得到：
其中，为归一化后的M组RB级校准因子，/>为天线1的RB级校准因子，为天线2的RB级校准因子，/>为天线3的RB级校准因子，/>为天线4的RB级校准因子。
例如，对归一化后的M组RB级校准因子进行插值，得到M组RE级校准因子，包括：采用MMSE滤波，线性插值，或者重复插值等方式，对进行插值，得到4根天线的RE级校准因子：
其中，为天线1的RE级校准因子；/>为天线2的RE级校准因子；/>为天线3的RE级校准因子；/>为天线4的RE级校准因子。
在本申请的至少一个实施例中，步骤204包括：
使用所述天线的RE级校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准。
例如，使用RE级校准因子对频域发射数据进行补偿，即校准因子与发射数据相乘，得到校准补偿后的发射数据，完成校准：
或者，对频域接收数据进行校准，则有：
需要说明的是，本申请实施例中只需在发射或者接收中的一个方向进行校准补偿即可，无需同时进行校准补偿。由于本校准过程的进行了接收通道预校准，为避免预校准失效，优选地在发射端进行校准补偿。
综上，本申请实施例利用射频设备内部天线近距离辐射进行天线校准，不依赖于传统宏站的硬件校准网络，利用内部天线完成自校准，降低小站硬件成本；同时也不依赖UE反馈，通过基站内部校准运算，就能获得较高的校准精度；从而在不增加硬件成本的基础上，使得射频设备非码本赋形成为可能，同时还能提升码本赋形的性能。
如图7所示，本申请实施例还提供一种空口校准装置，应用于包括M个天线的射频设备，该装置包括：
收发单元701，用于在M个天线之间进行校准序列的收发；
计算单元702，用于根据接收所述校准序列的天线的信道估计结果，进行P轮校准因子计算；
确定单元703，用于根据所述P轮校准因子计算的计算结果，确定各个天线的校准因子；
校准单元704，用于使用所述天线的校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准；
其中，M，P为大于或者等于2的整数。
作为一个可选实施例，所述装置还包括：
预校准单元，用于对所述M个天线的接收通道进行预校准，使得预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
作为一个可选实施例，所述预校准单元进一步用于：
将M个天线的接收通道频响与预校准因子相乘，得到预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
作为一个可选实施例，每轮校准因子计算对应的M个天线之间进行校准序列的收发，包括：
从M个天线中为该轮校准选择一个参考天线；
所述参考天线发送校准序列，除所述参考天线之外的其他天线接收所述参考天线发送的校准序列；
除所述参考天线之外的其他天线发送校准序列，所述参考天线接收所述其他天线发送的校准序列。
作为一个可选实施例，每轮校准因子计算，包括以下步骤：
接收校准序列的天线根据接收到的校准序列进行信道估计，得到信道估计结果；
根据所述信道估计结果，计算得到该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组资源块RB级校准因子向量。
作为一个可选实施例，每轮校准因子计算对应的参考天线不同。
作为一个可选实施例，所述收发单元进一步用于：
将各天线的校准序列采用频分复用的形式进行频域映射，将不同天线的校准序列映射到不同的资源单元RE，得到映射后的频域数据；
将映射后的频域数据转换为基带时域序列；
发送所述基带时域序列。
作为一个可选实施例，所述收发单元进一步用于：
对经过空口信道的基带时域序列进行接收；
将所述基带时域序列转换为频域接收序列；
对所述频域接收序列进行解映射，提取接收到的校准序列。
作为一个可选实施例，根据所述信道估计结果，计算得到该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组RB级校准因子向量，包括：
根据参考天线向其他天线发送校准序列对应的信道估计结果，以及，其他天线向参考天线发送校准序列对应的信道估计结果，计算该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组RB校准因子向量；
选择第一天线的校准因子向量作为基准，对所述M-1组RB校准因子向量进行归一化，得到归一化后的M-1组RB级校准因子；其中，所述第一天线为除参考天线之外的其他天线中的一个天线。
作为一个可选实施例，每轮校准因子计算选择的用于归一化的第一天线相同。
作为一个可选实施例，所述确定单元进一步用于：
将P轮校准因子计算分别得到的归一化后的M-1组RB级校准因子向量进行合并，得到M个天线分别对应的M组RB级校准因子；
以各个天线的RB级校准因子的绝对值作为基准，对所述M组RB级校准因子进行归一化，得到归一化后的M组RB级校准因子；
对归一化后的M组RB级校准因子进行插值，得到M组RE级校准因子。
作为一个可选实施例，所述校准单元进一步用于：
使用所述天线的RE级校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准。
需要说明的是，本申请实施例中对单元的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请实施例利用射频设备内部天线近距离辐射进行天线校准，不依赖于传统宏站的硬件校准网络，利用内部天线完成自校准，降低小站硬件成本；同时也不依赖UE反馈，通过基站内部校准运算，就能获得较高的校准精度；从而在不增加硬件成本的基础上，使得射频设备非码本赋形成为可能，同时还能提升码本赋形的性能。
需要说明的是，本申请实施例提供的上述装置，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
如图8所示，本申请实施例还提供一种射频设备，该射频设备包括M个天线，M个天线之间进行校准序列的收发；该射频设备还包括存储器820，收发机810，处理器800：
存储器820，用于存储计算机程序；收发机810，用于在所述处理器800的控制下收发数据；处理器800，用于读取所述存储器820中的计算机程序并执行以下操作：
根据接收所述校准序列的天线的信道估计结果，进行P轮校准因子计算；
根据所述P轮校准因子计算的计算结果，确定各个天线的校准因子；
使用所述天线的校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准；
其中，M，P为大于或者等于2的整数。
作为一个可选实施例，所述处理器还用于执行以下操作：
对所述M个天线的接收通道进行预校准，使得预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
作为一个可选实施例，所述处理器还用于执行以下操作：
将M个天线的接收通道频响与预校准因子相乘，得到预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
作为一个可选实施例，每轮校准因子计算对应的M个天线之间进行校准序列的收发，包括：
从M个天线中为该轮校准选择一个参考天线；
所述参考天线发送校准序列，除所述参考天线之外的其他天线接收所述参考天线发送的校准序列；
除所述参考天线之外的其他天线发送校准序列，所述参考天线接收所述其他天线发送的校准序列。
作为一个可选实施例，所述处理器还用于执行以下操作：
接收校准序列的天线根据接收到的校准序列进行信道估计，得到信道估计结果；
根据所述信道估计结果，计算得到该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组资源块RB级校准因子向量。
作为一个可选实施例，每轮校准因子计算对应的参考天线不同。
作为一个可选实施例，所述处理器还用于执行以下操作：
将各天线的校准序列采用频分复用的形式进行频域映射，将不同天线的校准序列映射到不同的资源单元RE，得到映射后的频域数据；
将映射后的频域数据转换为基带时域序列；
发送所述基带时域序列。
作为一个可选实施例，所述处理器还用于执行以下操作：
对经过空口信道的基带时域序列进行接收；
将所述基带时域序列转换为频域接收序列；
对所述频域接收序列进行解映射，提取接收到的校准序列。
作为一个可选实施例，所述处理器还用于执行以下操作：
根据参考天线向其他天线发送校准序列对应的信道估计结果，以及，其他天线向参考天线发送校准序列对应的信道估计结果，计算该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组RB校准因子向量；
选择第一天线的校准因子向量作为基准，对所述M-1组RB校准因子向量进行归一化，得到归一化后的M-1组RB级校准因子；其中，所述第一天线为除参考天线之外的其他天线中的一个天线。
作为一个可选实施例，每轮校准因子计算选择的用于归一化的第一天线相同。
作为一个可选实施例，所述处理器还用于执行以下操作：
将P轮校准因子计算分别得到的归一化后的M-1组RB级校准因子向量进行合并，得到M个天线分别对应的M组RB级校准因子；
以各个天线的RB级校准因子的绝对值作为基准，对所述M组RB级校准因子进行归一化，得到归一化后的M组RB级校准因子；
对归一化后的M组RB级校准因子进行插值，得到M组RE级校准因子。
作为一个可选实施例，所述处理器还用于执行以下操作：
使用所述天线的RE级校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准。
其中，在图8中，总线架构可以包括任意数量的互联的总线和桥，具体由处理器800代表的一个或多个处理器和存储器820代表的存储器的各种电路链接在一起。总线架构还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路链接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口提供接口。收发机810可以是多个元件，即包括发送机和接收机，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元，这些传输介质包括无线信道、有线信道、光缆等传输介质。处理器800负责管理总线架构和通常的处理，存储器820可以存储处理器800在执行操作时所使用的数据。
处理器800可以是中央处埋器(CPU)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)或复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)，处理器也可以采用多核架构。
本申请实施例利用射频设备内部天线近距离辐射进行天线校准，不依赖于传统宏站的硬件校准网络，利用内部天线完成自校准，降低小站硬件成本；同时也不依赖UE反馈，通过基站内部校准运算，就能获得较高的校准精度；从而在不增加硬件成本的基础上，使得射频设备非码本赋形成为可能，同时还能提升码本赋形的性能。
需要说明的是，本申请实施例提供的上述射频设备，能够实现上述方法实施例所实现的所有方法步骤，且能够达到相同的技术效果，在此不再对本实施例中与方法实施例相同的部分及有益效果进行具体赘述。
本申请实施例还提供一种处理器可读存储介质，所述处理器可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述处理器执行如上所述的方法实施例中的各个步骤，所述处理器可读存储介质可以是处理器能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(MO)等)、光学存储器(例如CD、DVD、BD、HVD等)、以及半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、非易失性存储器(NAND FLASH)、固态硬盘(SSD))等。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机可执行指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机可执行指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些处理器可执行指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的处理器可读存储器中，使得存储在该处理器可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些处理器可执行指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (26)
1.一种空口校准方法，其特征在于，由包括M个天线的射频设备执行，该方法包括：
M个天线之间进行校准序列的收发；
根据接收所述校准序列的天线的信道估计结果，进行P轮校准因子计算；
根据所述P轮校准因子计算的计算结果，确定各个天线的校准因子；
使用所述天线的校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准；
其中，M，P为大于或者等于2的整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，M个天线之间进行校准序列的收发之前，所述方法还包括：
对所述M个天线的接收通道进行预校准，使得预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述M个天线的接收通道进行预校准，使得校预准后的各个天线的接收通道频响相同，包括：
将M个天线的接收通道频响与预校准因子相乘，得到预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每轮校准因子计算对应的M个天线之间进行校准序列的收发，包括：
从M个天线中为该轮校准选择一个参考天线；
所述参考天线发送校准序列，除所述参考天线之外的其他天线接收所述参考天线发送的校准序列；
除所述参考天线之外的其他天线发送校准序列，所述参考天线接收所述其他天线发送的校准序列。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每轮校准因子计算，包括以下步骤：
接收校准序列的天线根据接收到的校准序列进行信道估计，得到信道估计结果；
根据所述信道估计结果，计算得到该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组资源块RB级校准因子向量。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，每轮校准因子计算对应的参考天线不同。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，发送校准序列，包括：
将各天线的校准序列采用频分复用的形式进行频域映射，将不同天线的校准序列映射到不同的资源单元RE，得到映射后的频域数据；
将映射后的频域数据转换为基带时域序列；
发送所述基带时域序列。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，接收校准序列，包括：
对经过空口信道的基带时域序列进行接收；
将所述基带时域序列转换为频域接收序列；
对所述频域接收序列进行解映射，提取接收到的校准序列。
9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述信道估计结果，计算得到该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组RB级校准因子向量，包括：
根据参考天线向其他天线发送校准序列对应的信道估计结果，以及，其他天线向参考天线发送校准序列对应的信道估计结果，计算该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组RB校准因子向量；
选择第一天线的校准因子向量作为基准，对所述M-1组RB校准因子向量进行归一化，得到归一化后的M-1组RB级校准因子；其中，所述第一天线为除参考天线之外的其他天线中的一个天线。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，每轮校准因子计算选择的用于归一化的第一天线相同。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，根据所述P轮校准因子计算的计算结果，确定各个天线的校准因子，包括：
将P轮校准因子计算分别得到的归一化后的M-1组RB级校准因子向量进行合并，得到M个天线分别对应的M组RB级校准因子；
以各个天线的RB级校准因子的绝对值作为基准，对所述M组RB级校准因子进行归一化，得到归一化后的M组RB级校准因子；
对归一化后的M组RB级校准因子进行插值，得到M组RE级校准因子。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，使用所述天线的校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准，包括：
使用所述天线的RE级校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准。
13.一种空口校准装置，其特征在于，应用于包括M个天线的射频设备，该装置包括：
收发单元，用于在M个天线之间进行校准序列的收发；
计算单元，用于根据接收所述校准序列的天线的信道估计结果，进行P轮校准因子计算；
确定单元，用于根据所述P轮校准因子计算的计算结果，确定各个天线的校准因子；
校准单元，用于使用所述天线的校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准；
其中，M，P为大于或者等于2的整数。
14.一种射频设备，其特征在于，该射频设备包括M个天线，M个天线之间进行校准序列的收发；该射频设备还包括存储器，收发机，处理器：
存储器，用于存储计算机程序；收发机，用于在所述处理器的控制下收发数据；处理器，用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作：
根据接收所述校准序列的天线的信道估计结果，进行P轮校准因子计算；
根据所述P轮校准因子计算的计算结果，确定各个天线的校准因子；
使用所述天线的校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准；
其中，M，P为大于或者等于2的整数。
15.根据权利要求14所述的射频设备，其特征在于，所述处理器还用于执行以下操作：
对所述M个天线的接收通道进行预校准，使得预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
16.根据权利要求15所述的射频设备，其特征在于，所述处理器还用于执行以下操作：
将M个天线的接收通道频响与预校准因子相乘，得到预校准后的各个天线的接收通道频响相同。
17.根据权利要求14所述的射频设备，其特征在于，每轮校准因子计算对应的M个天线之间进行校准序列的收发，包括：
从M个天线中为该轮校准选择一个参考天线；
所述参考天线发送校准序列，除所述参考天线之外的其他天线接收所述参考天线发送的校准序列；
除所述参考天线之外的其他天线发送校准序列，所述参考天线接收所述其他天线发送的校准序列。
18.根据权利要求17所述的射频设备，其特征在于，所述处理器还用于执行以下操作：
接收校准序列的天线根据接收到的校准序列进行信道估计，得到信道估计结果；
根据所述信道估计结果，计算得到该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组资源块RB级校准因子向量。
19.根据权利要求17所述的射频设备，其特征在于，每轮校准因子计算对应的参考天线不同。
20.根据权利要求17所述的射频设备，其特征在于，所述处理器还用于执行以下操作：
将各天线的校准序列采用频分复用的形式进行频域映射，将不同天线的校准序列映射到不同的资源单元RE，得到映射后的频域数据；
将映射后的频域数据转换为基带时域序列；
发送所述基带时域序列。
21.根据权利要求20所述的射频设备，其特征在于，所述处理器还用于执行以下操作：
对经过空口信道的基带时域序列进行接收；
将所述基带时域序列转换为频域接收序列；
对所述频域接收序列进行解映射，提取接收到的校准序列。
22.根据权利要求18所述的射频设备，其特征在于，所述处理器还用于执行以下操作：
根据参考天线向其他天线发送校准序列对应的信道估计结果，以及，其他天线向参考天线发送校准序列对应的信道估计结果，计算该轮校准中除参考天线之外的其他天线分别对应的M-1组RB校准因子向量；
选择第一天线的校准因子向量作为基准，对所述M-1组RB校准因子向量进行归一化，得到归一化后的M-1组RB级校准因子；其中，所述第一天线为除参考天线之外的其他天线中的一个天线。
23.根据权利要求22所述的射频设备，其特征在于，每轮校准因子计算选择的用于归一化的第一天线相同。
24.根据权利要求22所述的射频设备，其特征在于，所述处理器还用于执行以下操作：
将P轮校准因子计算分别得到的归一化后的M-1组RB级校准因子向量进行合并，得到M个天线分别对应的M组RB级校准因子；
以各个天线的RB级校准因子的绝对值作为基准，对所述M组RB级校准因子进行归一化，得到归一化后的M组RB级校准因子；
对归一化后的M组RB级校准因子进行插值，得到M组RE级校准因子。
25.根据权利要求24所述的射频设备，其特征在于，所述处理器还用于执行以下操作：
使用所述天线的RE级校准因子，对所述天线的频域发射数据进行补偿或对所述天线的频域接收数据进行校准。
26.一种处理器可读存储介质，其特征在于，所述处理器可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于使所述处理器执行权利要求1至12任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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