WO2013120429A1

WO2013120429A1 - 一种进行天线校准的方法、系统和设备

Info

Publication number: WO2013120429A1
Application number: PCT/CN2013/071451
Authority: WO
Inventors: 高秋彬; 张然然
Original assignee: 电信科学技术研究院
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2013-02-06
Publication date: 2013-08-22
Also published as: EP2816739A4; CN103259581B; EP2816739B1; US20150341096A1; US9419698B2; CN103259581A; EP2816739A1

Abstract

本发明实施例涉及无线通信技术领域，特别涉及一种进行天线校准的方法、系统和设备，用以解决现有技术中存在的用户设备参与的空中接口校准方法中需要用户设备反馈信道系数，对信道系数进行直接量化的方法会占用很大的上行开销，降低系统效率的问题。本发明实施例的方法包括：用户设备进行下行信道测量，确定下行信道矩阵；所述用户设备根据所述下行信道矩阵，确定用于进行天线校准的第一加权矩阵；所述用户设备通知所述网络侧确定的所述第一加权矩阵。由于本发明实施例用户设备对所述下行信道矩阵进行特征值分解处理或将第一加权矩阵对应的标识上报给网络侧设备，从而降低了占用的上行开销，提高了系统效率。

Description

一种进行天线校准的方法、系统和设备本申请要求在 2012年 2月 16日提交中国专利局、申请号为 201210035678.4、发明名称为"一种进行天线校准的方法、系统和设备"的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种进行天线校准的方法、系统和设备。背景技术

MIMO ( Multiple-Input Multiple-Output, 多输入多输出）系统指在发射端和接收端都装有多根天线的系统。 MIMO系统在传统的时频处理的基础上增加了空域的处理，可以进一步获得阵列处理增益和分集增益。 MIMO系统中，如果发射机能够以某种方式获知信道信息，就可以根据信道特性对发送信号进行优化，以提高接收盾量并降低对接收机复杂度的要求。线性预编码 /波束赋形技术就是其中一种优化方法，是对抗衰落信道，降低差错概率，提高系统性能的有效手段。

多天线线性预编码 /波束赋形传输技术中，基站到 UE的信道信息是影响系统性能的一个重要因素。 FDD ( Frequency division duplex, 频分双工）系统中， UE 通过上行信道将估计得到的信道信息反馈给基站，占用了大量的上行信道资源，且会引入量化误差等。在 TDD ( Time division duplex, 时分双工）系统中，上行和下行的信号在相同的频段上发送，因此上下行信道的互易性成立。所谓互易性是指上行信道和下行信道相同。利用上下行信道互易性可以由 UE发送的上行信号估计出上行信道，从而获得下行信道信息，省去了大量的反馈开销。

信道的互易性对空间传播的物理信道成立。信号在基带处理完成后要经过发射电路输送到天线，而从天线接收的信号也要经过接收电路输送到基带。一般来说，发射电路和接收电路是两个不同的电路，因此由发射电路和接收电路引入的时延以及幅度增益并不相同，也就是说收发电路不匹配。发射电路和接收电路的不匹配导致上下行信道互易性并不严格成立。

一种抵消上下行电路不匹配造成的影响的方法是进行天线校准：根据 UE上报的信息以 ^或基站测量到的信息计算出校准因子，对由上行信号估计出来的信道进行补偿调整，或者对待发送的数据进行补偿调整。 CoMP ( Coordinated Multipoint Transmission/Reception, 多点协作传输 )技术是地理位置上分离的多个基站之间的协作。多个基站是不同小区的基站或者一个小区内部的分离的多个基站。多点协作传输技术分下行的协作传输和上行的联合接收。下行多点协作传输技术方案主要分为两类：协同调度和联合发送。协同调度是通过小区之间的时间、频率和空间资源的协调，避免或者降低相互之间的千扰。小区间的千扰是制约小区边缘 UE性能的主要因素，因此协同调度通过降低小区间的千扰，可以提高小区边缘 UE的性能。如图 1A所示，通过 3个小区的协同调度，将可能会相互千扰的三个 UE调度了到相互正交的资源上（以不同的颜色表示不同的资源），有效的避免了小区之间的千扰。

联合发送方案中多个小区同时向 UE发送数据，以增强 UE接收信号。如图 1B 所示，三个小区在相同的资源上向一个 UE发送数据， UE同时接收多个小区的信号。一方面，来自多个小区的有用信号叠加可以提升 UE接收的信号盾量，另一方面，降低了 UE受到的千扰，从而提高系统性能。

类似于单小区多天线传输方案，多点协作传输技术是否可以有效实施依赖于发射端所能获得的信道状态信息。发射端获得理想的信道状态信息后，可以用线性预编码（即波束赋形）技术来提高信号盾量以及抑制用户彼此之间的千扰。发射端可以通过用户设备的反馈获得信道状态信息，但是反馈信道会占用宝贵的上行频谱资源，从而降低上行的频谱效率。这点在多点协作传输中尤为明显，参与协作传输的每个基站都需要获得到用户设备的信道状态信息，因此其反馈开销是随着协作基站的数目而线性增加的。考虑到具体的传输方案，对信道状态信息要求的精度也可能更高，这就意味着占用更多的上行带宽资源。同时，因为上行信道的容量受限，反馈的信道状态信息不可避免的存在量化误差。量化误差则会降低多点协作传输的性能。 TDD系统中利用信道互易性获得信道状态信息不会带来额外的反馈开销，且不存在因反馈而引入的量化误差，是十分有竟争力的解决方案。利用信道互易性的 CoMP方案同样面临着天线校准的要求。

实际系统中尽管借助自校准可以较好实现同一基站的上下行天线校准，然而尚无有效方法解决基站间天线校准，从而对多基站联合信道上下行互易性并不严格成立。在不满足上下行互易性的情况下， TDD系统无法基于所测量的上行信道获得下行多基站联合信道，从而不能充分发挥 TDD优势。

综上所述，目前用户设备参与的空中接口校准方法中需要用户设备反馈信道系数，对信道系数进行直接量化的方法会占用很大的上行开销，降低系统效率。发明内容本发明实施例提供的一种进行天线校准的方法、系统和设备，用以解决现有技术中存在的用户设备参与的空中接口校准方法中需要用户设备反馈信道系数，对信道系数进行直接量化的方法会占用很大的上行开销，降低系统效率的问题。

本发明实施例提供的一种进行天线校准的方法，包括：

用户设备进行下行信道测量，确定下行信道矩阵；

所述用户设备根据所述下行信道矩阵，确定用于进行天线校准的第一加权矩阵；

所述用户设备通知所述网络侧确定的所述第一加权矩阵。

本发明实施例提供的另一种进行天线校准的方法，包括：

网络侧设备进行上行信道测量，确定上行信道矩阵；

所述网络侧设备根据上行信道矩阵和收到的来自用户设备的第一加权矩阵，确定校准系数；

所述网络侧设备根据确定的校准系数进行天线校准。

本发明实施例提供的一种进行天线校准的用户设备，包括：

下行矩阵确定模块，用于进行下行信道测量，确定下行信道矩阵；加权矩阵确定模块，用于根据所述下行信道矩阵，确定用于进行天线校准的第一加权矩阵；

通知模块，用于通知所述网络侧确定的所述第一加权矩阵。

本发明实施例提供的一种进行天线校准的网络侧设备，包括：

上行矩阵确定模块，用于进行上行信道测量，确定上行信道矩阵；系数确定模块，用于根据上行信道矩阵和收到的来自用户设备的第一加权矩阵，确定校准系数；

校准模块，用于根据确定的校准系数进行天线校准。

本发明实施例提供的一种进行天线校准的系统，包括：

用户设备，用于进行下行信道测量，确定下行信道矩阵，根据所述下行信道矩阵，确定用于进行天线校准的第一加权矩阵，通知所述网络侧确定的所述第一加权矩阵；

网络侧设备，用于进行上行信道测量，确定上行信道矩阵，根据上行信道矩阵和收到的来自用户设备的第一加权矩阵，确定校准系数，根据确定的校准系数进行天线校准。

由于本发明实施例用户设备对所述下行信道矩阵进行特征值分解处理或将第一加权矩阵对应的标识上 ·ί艮给网络侧设备 , 从而降低了占用的上行开销，提高了系统效率。进一步的，本发明实施例能够实现基站间天线校准，从而在系统中上下行信道互易性不成立时，能够提高系统性能；若应用在 TDD 系统中，在系统中上下行信道互易性不成立时，使得 TDD 系统可以基于所测量的上行信道获得下行多基站联合信道，提高多点协作传输的性能，从而充分发挥 TDD优势。附图说明

图 1A为背景技术中协同调度的示意图；

图 1B为背景技术中协同传输的示意图；

图 2为本发明实施例进行天线校准的系统结构示意图；

图 3为本发明实施例第一种导频图样示意图；

图 4为本发明实施例第二种导频图样示意图；

图 5为本发明实施例第一种端口配置示意图；

图 6为本发明实施例第二种端口配置示意图；

图 7为本发明实施例进行天线校准的系统中用户设备的结构示意图；图 8为本发明实施例进行天线校准的系统中网络侧设备的结构示意图；图 9为本发明实施例用户设备上 4艮一加权矩阵的方法流程示意图；图 10为本发明实施例网络侧设备进行天线校准的方法流程示意图。具体实施方式

本发明实施例用户设备进行下行信道测量，确定下行信道矩阵；所述用户设备根据所述下行信道矩阵，确定用于进行天线校准的第一加权矩阵；所述用户设备通知所述网络侧确定的所述第一加权矩阵。由于本发明实施例用户设备对所述下行信道矩阵进行特征值分解处理或将第一加权矩阵对应的标识上报给网络侧设备，从而降低了占用的上行开销，提高了系统效率。

下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。

在下面的说明过程中，先从网络侧和用户设备侧的配合实施进行说明，最后分别从网络侧与用户设备侧的实施进行说明，但这并不意味着二者必须配合实施，实际上，当网络侧与用户设备侧分开实施时，也解决了分别在网络侧、用户设备侧所存在的问题，只是二者结合使用时，会获得更好的技术效果。

如图 2所示，本发明实施例进行天线校准的系统包括：用户设备 10和网络侧设备 20。

用户设备 10, 用于进行下行信道测量，确定下行信道矩阵，根据所述下行信道矩阵，确定用于进行天线校准的第一加权矩阵，通知所述网络侧确定的所述第一加权矩阵；

网络侧设备 20, 用于进行上行信道测量，确定上行信道矩阵，根据上行信道矩阵和收到的来自用户设备的第一加权矩阵，确定校准系数，根据确定的校准系数进行天线校准。

在实施中，网络侧设备 20可以选择特定的用户设备 10参与校准，进行校准所需的测量与反馈。选择的用户设备 10可以是信道盾量好且移动速度低的用户设备 10。在此之前用户设备 10可以上 4艮是否支持校准所需的测量和反馈的能力；网络侧设备 20也可以根据用户设备 10的版本判断是否支持校准所需的测量和反馈的能力。

较佳地，网络侧设备 20通知所述用户设备 10进行下行信道测量的频域范围内和 /或特定子帧；

相应的，用户设备 10根据网络侧通知的频域范围和 /或网络侧通知的特定子帧，进行下行信道测量。

具体的，

1、网络侧设备 20通知所述用户设备 10进行下行信道测量的频域范围：该频域范围内存在网络侧设备 20发送的用于校准测量的导频；网络侧设备 20 通过高层信令半静态配置该频域范围，或者通过物理层控制信令动态指示该频域范围；或者用户设备 10在预先约定好的固定频域范围内测量下行信道，该频域范围内存在网络侧设备 20发送的可以用于校准测量的导频。特别的，频域范围可以是整个系统带宽，此时网络侧设备 20不需要通知用户设备 10具体的频域范围。

2、网络侧设备 20通知所述用户设备 10进行下行信道测量的特定子帧：网络侧设备 20通知用户设备 10在特定子帧内（校准测量子帧)测量下行信道，这些子帧内存在网络侧设备 20发送的可以用于校准测量的导频（下称校准导频，校准导频可以是 CRS ( Cell-specific reference signals,小区专属导频信号）、 CSI-RS (信道状态信息测量参考信号）、 DM-RS ( Demodulation reference signal, 解调参考信号）等 LTE系统中已有的导频）。子帧可以以周期 +子帧偏移的方式确定。

τ

例如：周期为 ^pmod , 子帧偏移为 ^offset , 则在子帧 s内存在校准导频的条件为 ― ^Soffset ) ^{m0d T} period = ⁰ . 校准测量子帧也可以通过物理层信令动态指示。

3、网络侧设备 20通知所述用户设备 10进行下行信道测量的频域范围和特定子即将上面的 1和 2结合起来使用，在特定子帧的特定频域范围内存在校准导频，用户设备 10在该范围内估计下行信道。

在实施中，网络侧设备 20还需要通知用户设备 10需要校准的天线数目，以及每根天线的校准导频的资源范围内所占用的 RE ( Resource Element, 资源单元），即校准导频的 H H H…图,I2 样。例如：釆用 2端口或者 8端口 CSI-RS导频进行校准， 2端口 CSI-RS的导频图样如图 3所示， 8端口 CSI-RS的导频图样如图 4所示。

在实施中，校准导频的多根天线的可以是同一个传输点（如，网络侧设备 20 ) 的天线，也可以是来自不同网络侧设备 20的天线。例如： 2才天线，可以是一个网络侧设备 20的 2根天线，或者分别是两个网络侧设备 20的天线。用户设备 10在进行测量时可以不区分每根天线分别来自哪个网络侧设备 20。

多个基站校准的场景中，每个网络侧设备 20的天线数目可能会多于 1根，这种情况下有两种处理方式：

处理方式一、为每个网络侧设备的每根天线都配置一个校准导频端口，例如网络侧设备 A有 4根天线，网络侧设备 B有 4根天线，网络侧设备 A和网络侧设备 B 的天线进行天线校准，则可以给用户设备配置 8校准导频端口的校准导频，每根天线都对应一个校准导频校准导频端口，如图 5所示。

处理方式二、假定每个小区的网络侧设备通过其他的方法已经完成了该基站的各根天线之间的天线校准，获得了初始校准系数，例如通过网络侧设备自校准方法获得初始校准系数。每个基站选出 1根天线参与多基站的天线校准过程，例如：网络侧设备 A有 4根天线，选出第 1根天线参与校准，网络侧设备 B有 4根天线，选出第 1根天线参与校准，网络侧设备 A和网络侧设备 B—共有 2根天线参与校准，则可以给用户设备配置 2校准导频端口的校准导频，每个网络侧设备选出的天线都对应一个校准导频端口，如图 6所示。该方法可以减少校准导频的端口数，降低导频开销，降低反馈开销。

针对处理方式二，网络侧设备 20从所述多根天线中选择一根天线从所述校准导频端口上发送上行导频信号。

较佳地，用户设备 10根据估计出的下行信道矩阵，确定用于进行天线校准的第一加权矩阵的方式有多种，下面列举几种：

设用户设备 10 根据估计出的下行信道矩阵为

H，

H

, 其中 M为用户设备 10的接收天线数目， N为配置的校准导频端口数目。确定第一加权矩阵方式一、用户设备 10对所述下行信道矩阵进行特征值分解处理，将最大特征值对应的特征向量作为第一加权矩阵。

具体的，用户设备 10对信道矩阵的相关矩阵 R = H^ffH做特征值分解，取其最大特征值对应的特征向量为第一加权矩阵，记为 V。

确定第一加权矩阵方式二、用户设备 10根据所述下行信道矩阵，从第一加权矩阵集合中选择一个第一加权矩阵。

具体的，用户设备 10根据下列公式选择第一加权矩阵：

V = argmax || W_k ^HH^HHW_k ||² 其中， V为第一加权矩阵； C f^^^""^}为第一加权矩阵集合； L为第一加权矩阵集合中元素的个数； H为下行信道矩阵。

较佳地，第一加权矩阵集合中的第一加权矩阵的维数是 N x 1 ; 其中， N为校准导频端口数目。即 N行 1列， ^ ^_ t l ' 2 ' " ' ' N ] , 后面的说明均以该维数为例，其他维数的方法类似，不再赘述。针对确定第一加权矩阵方式一，用户设备 10将所述第一加权矩阵中的各个元素量化后上 ·ί艮。

针对确定第一加权矩阵方式二，用户设备 10确定选择的第一加权矩阵集合中的第一加权矩阵对应的标识，并上 4艮确定的标识。

其中，第一加权矩阵的计算与反馈是针对一定带宽进行的，例如将系统带宽划分成若千个子带，每个子带计算并反馈 1个第一加权矩阵。

在实施中，用户设备 10在网络侧设备 20指定的资源上发送上行导频信号，用于网络侧设备 20进行上行信道估计。

较佳地，网络侧设备 20通知所述用户设备发送上行导频信号的频域范围内和

/或特定子帧；相应的，用户设备 10根据网络侧通知的频域范围和 /或网络侧通知的特定子帧，发送上行导频信号。

网络设备 20通过用户设备发送的上行导频信号计算出上行信道矩阵

, 上行信道矩阵的接收天线即为校准导频的发射天线。 R为用户设备发送上行导频信号的天线数目。较优的， R可以等于 M, 即用户设备从所有接收下行校准导频的天线上发送上行导频信号。较优的， R也可以小于 M, 即用户设备从部分接收下行校准导频的天线上发送上行导频信号。用户设备发送的上行导频信号可以是 SRS ( Sounding Reference Signal , 上行探测参考信号），也可以是 DMRS ( Demodulation Reference Signal, 解调参考信号）。网络侧设备 20计算 N根天线的校准系数，可以通过求解如下的优化问题的方式计算校准系数：

Z) = arg max || (7¾ ||²

为第 k个校准导频端口对应的天线的校准系

较佳地，若网络侧设备 20接收到一个第一加权矩阵，针对上面的优化问题进行变化后，网络侧设备 20可以根据公式一确定校准系数：

^ = arg

为确定的校准系数；为上行信道矩阵

T

. V = [v_{l 9}v 为第一加权矩阵；

· · · 0

0 0

" · . ：

… V_{m I} , 为根据

第一加权矩阵构造的对角矩阵， N为校准导频端口的数目。 e,

进一步的， ^fc为第 k个校准导频端口对应的天线的校准系数。容易看出公式一的解即为矩阵 (G _LdiOf G (tt(ig(V、的最大特征值对应的特征向量，即 ^E = eigvec{{G_U ^T _Ldiag(V))^H G_U ^T _Ldiag(V)) , eigvec(A)为矩阵 _A的最大特征值对应的特征向量。较佳地，若网络侧设备 20接收到多个第一加权矩阵。比如网络侧设备 20获得

Q组数据值，每组数据包括上行信道

以及对应的用户设备 10反馈的第一加

V G_TTT V

权矩阵其中同一组数据中的 ^，^和对应同一个用户设备 10, 需要保证

G_TTT V

网络侧设备 20获得的 ^U 的时刻和用户设备 10获得的的时刻之间的时间长度不能大于阈值且对应相同的频带。这 Q组数据值可以是一个用户设备 10多次测量上报得到的，也可以是不同的用户设备 10测量上 4艮得到的。由 Q组数据值联合优化得到校准系数的优化问题，网络侧设备 20可以根据公式二确定校准系数：

1 ²

Ε = argmax— G^_{L q}diag(V_q)F \\²

^{F Q} ^ ... ....公式二；其中， = l， 2，' ' '，^v J 系数； ^ ^为¹ ^对应的上行信道矩阵的转置； ^q

为第一加权矩阵； Q为接收 ίι, 的第一加权矩阵的数量 F = L/i，/₂， '，/ J NN ] 为函数变量

_V?1 0 … 0

0 v_i2 0 0

diag(V )―

； 0 ' · . ；

0 0 · · · v_qN

, 为根据第一加权矩阵构造的对角矩阵。

其中，公式二的优化问题的解为

。除了上面釆用公式一和公式二的方式确定校准系数外，本发明实施例的网络侧设备 20还可以按照下列方式确定校准系数：

具体的，网络侧设备 20根据所述上行信道矩阵，确定第二加权矩阵，并根据第一加权矩阵和第二加权矩阵，确定校准系数。

较佳地，网络侧设备 20确定第一加权矩阵的方式有多种，下面列举几种：确定第一加权矩阵方式一：网络侧设备 10根据接收到的用户设备 10上报的第一加权矩阵的标识从第一加权矩阵集合中确定第一加权矩阵。确定第一加权矩阵方式二：网络侧设备 20根据接收到的用户设备 10上报的第一加权矩阵中的每个元素确定的第一加权矩阵。

较佳地，网络侧设备 20确定第二加权矩阵的方式有多种，下面列举几种：确定第二加权矩阵方式一、网络侧设备 20对所述上行信道矩阵进行特征值分解处理，将最大特征值对应的特征向量作为第二加权矩阵。

确定第二加权矩阵方式二、网络侧设备 20根据所述上行信道矩阵，从第二加权矩阵集合中选择一个第二加权矩阵。

具体的，网络侧设备 20根据下列公式选择第二加权矩阵：

Z = _argm x \\ W_k ^H(G_U ^T _L)^HG_U ^T _LW_k \\²

w_k≡c₂ . 其中， Z为第二加权矩阵； = {^' ^，· · ·^}为第二加权矩阵集合； L为第二加权矩阵集合中元素的个数； GU^TL为下行信道矩阵。较佳地，第二加权矩阵集合中的第二加权矩阵的维数是 N x 1 ; 其中， N为校准导频端口的数目。

较佳地，针对一根天线，所述网络侧设备 20将第二加权矩中该天线对应的数值除以第一加权矩中该天线对应的数值 , 得到该天线对应的校准系数。

具体的，若第二加权矩阵为 ^Z = k，，…， ^ , 则第 k根天线的校准系数可以计算为 ^ ^{= / V}*。

在实施中，如果网络侧设备 20获得 Q组数据（与上面描述的 Q组数据类似，不再赘述），网络侧设备 20根据每组数据可以算出一个校准系数向量 = i， ²，"'，^^】，多组数据的校准系数向量可以经过综合处理得到更加稳定可靠，误差更小的校准系数。具体的，若所述网络侧设备接收到多个第一加权矩阵，所述网络侧设备根据每个第一加权矩阵确定一个校准系数；

所述网络侧设备对校准系数取加权平均，得到最终的校准系数，即

1 2

^Q ^ " ^¾1 , 其中 ⁷ 的作用是使每个校准系数向量的第一个元素为 1 , 不影响该校准系数向量的作用，且使得取平均操作得到的结果更加合理；或者所述网络侧设釆用主成分分析方法，即将根据公式三得到的矩阵的最大特征值对应的特征向量作为最终的校准系数： 1 Q

q q

^ 9=1 ... ...公式三；

其中，为校准系数向量； Q为接收到的第一加权矩阵的数量； q" f, Ni 为根据第一加权矩阵确定的校准系数向量。较佳地，对于多基站联合校准的情况，即多根天线配置一个校准导频端口，则上面计算出来的校准系数（包括釆用公式一和公式二得到的校准系数，以及根据第一加权矩阵和第二加权矩阵确定的校准系数）可能是其代表天线的校准系数，为获得其全部天线的校准系数，需要进一步处理。

具体的，若多根天线配置一个校准导频端口，且所述网络侧设备 20已经获得所述多根天线之间的初始校准系数，针对一个校准导频端口，所述网络侧设备 20 根据该校准导频端口对应的各根天线的初始校准系数和通过该校准导频端口确定的校准系数，确定各根天线实际的校准系数。

假设某一基站有 S根天线，釆用其他方法，如自校准方法，得到的各根天线的校准系数为 ^二 ^ ^²，…，^]⁷" , 其中为第 k根天线的校准系数。应用本方法实施例计算出来的其代表天线（第一根天线）校准系数为 a , 则该网络侧设备 20天线最终的校准系数可以计算为 ^^二 ^ ，" ^，…，^ ^ ]⁷"。

由于本发明实施例能够实现基站间天线校准，从而在系统中上下行信道互易性不成立时，能够提高系统性能；若应用在 TDD系统中，在系统中上下行信道互易性不成立时，使得 TDD系统可以基于所测量的上行信道获得下行多基站联合信道，提高多点协作传输的性能，从而充分发挥 TDD优势。

其中，本发明实施例的网络侧设备可以是基站（比如宏基站、家庭基站等），也可以是 RN (中继）设备，还可以是其它网络侧设备。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种用户设备、网络侧设备、用户设备上报第一加权矩阵的方法及网络侧设备进行天线校准的方法，由于这些设备和方法解决问题的原理与本发明实施例进行天线校准的系统相似，因此这些设备和方法的实施可以参见系统的实施，重复之处不再赘述。

如图 7所示，本发明实施例进行天线校准的系统中的用户设备包括：下行矩阵确定模块 700、加权矩阵确定模块 710和通知模块 720。

下行矩阵确定模块 700, 用于进行下行信道测量，确定下行信道矩阵；加权矩阵确定模块 710 ,用于根据所述下行信道矩阵，确定用于进行天线校准的第一加权矩阵；通知模块 720, 用于通知所述网络侧确定的所述第一加权矩阵。

较佳地，加权矩阵确定模块 710对所述下行信道矩阵进行特征值分解处理，将最大特征值对应的特征向量作为第一加权矩阵；

相应的，通知模块 720将所述第一加权矩阵中的各个元素量化后上报。

较佳地，加权矩阵确定模块 710根据所述下行信道矩阵，从第一加权矩阵集合中选择一个第一加权矩阵。

相应的，通知模块 720确定选择的第一加权矩阵集合中的第一加权矩阵对应的标识，并上^ =艮确定的标识。

较佳地，下行矩阵确定模块 700根据网络侧通知的频域范围和 /或网络侧通知的特定子帧，进行下行信道测量。

较佳地，下行矩阵确定模块 700根据网络侧通知的频域范围和 /或网络侧通知的特定子帧，发送上行导频信号。

如图 8所示，本发明实施例进行天线校准的系统中的网络侧设备包括：上行矩阵确定模块 800、系数确定模块 810和校准模块 820。

上行矩阵确定模块 800 , 用于进行上行信道测量，确定上行信道矩阵；系数确定模块 810 ,用于根据上行信道矩阵和收到的来自用户设备的第一加权矩阵，确定校准系数；

校准模块 820 , 用于根据确定的校准系数进行天线校准。

较佳地，若系数确定模块 810接收到一个第一加权矩阵，所述系数确定模块 810 根据公式一确定校准系数。

较佳地，若系数确定模块 810接收到多个第一加权矩阵，系数确定模块 810根据公式二确定校准系数。

较佳地，系数确定模块 810根据所述上行信道矩阵，确定第二加权矩阵，根据第一加权矩阵和第二加权矩阵，确定校准系数。

较佳地，系统确定模块 810根据接收到的用户设备 10上报的第一加权矩阵的标识从第一加权矩阵集合中确定第一加权矩阵；或者，根据接收到的用户设备 10 上 ·ί艮的第一加权矩阵中的每个元素确定的第一加权矩阵。

较佳地，系数确定模块 810对所述上行信道矩阵进行特征值分解处理，将最大特征值对应的特征向量作为第二加权矩阵；或根据所述上行信道矩阵，从第二加权矩阵集合中选择一个第二加权矩阵。

较佳地，针对一根天线，系数确定模块 810将第二加权矩中该天线对应的数值除以第一加权矩中该天线对应的数值 , 得到该天线对应的校准系数。

较佳地，若所述网络侧设备接收到多个第一加权矩阵，系数确定模块 810根据每个第一加权矩阵确定一个校准系数；对校准系数取平均，得到最终的校准系数，或将根据公式三得到的矩阵的最大特征值对应的特征向量作为最终的校准系数。

较佳地，网络侧设备的多根天线配置一个校准导频端口；或网络侧设备的每根天线都配置一个校准导频端口。

较佳地，若所述网络侧设备的多根天线配置一个校准导频端口；所述上行矩阵确定模块 800从所述多根天线中选择一根天线从所述校准导频端口上发送导频信号。

较佳地，若多根天线配置一个校准导频端口，且系数确定模块 810已经获得所述多根天线之间的初始校准系数，针对一个校准导频端口，系数确定模块 810根据该校准导频端口对应的各根天线的初始校准系数和通过该校准导频端口确定的校准系数，确定各根天线实际的校准系数。

较佳地，上行矩阵确定模块 800通知所述用户设备进行下行信道测量的频域范围内和 /或特定子帧。

较佳地，上行矩阵确定模块 800通知所述用户设备发送上行导频信号的频域范围内和 /或特定子帧。

如图 9所示，本发明实施例用户设备上报第一加权矩阵的方法包括下列步骤：步骤 901、用户设备进行下行信道测量，确定下行信道矩阵；

步骤 902、用户设备根据所述下行信道矩阵，确定用于进行天线校准的第一加权矩阵；

步骤 903、用户设备通知所述网络侧确定的所述第一加权矩阵。

较佳地，步骤 901中，所述用户设备根据网络侧通知的频域范围和 /或网络侧通知的特定子帧，进行下行信道测量。

较佳地，步骤 902中，用户设备对所述下行信道矩阵进行特征值分解处理，将最大特征值对应的特征向量作为第一加权矩阵；

相应的，步骤 903中，所述用户设备将所述第一加权矩阵中的各个元素量化后上报。

较佳地，步骤 902中，用户设备根据所述下行信道矩阵，从第一加权矩阵集合中选择一个第一加权矩阵。

较佳地，第一加权矩阵集合中的第一加权矩阵的维数是 N x 1 ; 其中， N为需要校准的天线数目。

较佳地，步骤 902中，所述用户设备确定选择的第一加权矩阵集合中的第一加权矩阵对应的标识，并上 4艮确定的标识。

较佳地，用户设备根据网络侧通知的频域范围和 /或网络侧通知的特定子帧，进行下行信道测量。

较佳地，用户设备根据网络侧通知的频域范围和 /或网络侧通知的特定子帧，发送上行导频信号。

如图 10所示，本发明实施例网络侧设备进行天线校准的方法包括下列步骤：步骤 1001、网络侧设备进行上行信道测量，确定上行信道矩阵；

步骤 1002、网络侧设备根据上行信道矩阵和收到的来自用户设备的第一加权矩阵，确定校准系数；

步骤 1003、网络侧设备根据确定的校准系数进行天线校准。

较佳地，若网络侧设备接收到一个第一加权矩阵，步骤 1002中，网络侧设备根据公式一确定校准系数。

较佳地，若网络侧设备接收到多个第一加权矩阵，步骤 1002中，网络侧设备根据公式二确定校准系数。

除了上面釆用公式一和公式二的方式确定校准系数外，本发明实施例的网络侧设备还可以按照下列方式确定校准系数：

具体的，步骤 1002中，所述网络侧设备才居所述上行信道矩阵，确定第二加权矩阵，根据第一加权矩阵和第二加权矩阵，确定校准系数。

较佳地，网络侧设备确定第二加权矩阵包括：

所述网络侧设备对所述上行信道矩阵进行特征值分解处理，将最大特征值对应的特征向量作为第二加权矩阵；或

所述网络侧设备根据所述上行信道矩阵，从第二加权矩阵集合中选择一个第二加权矩阵。

较佳地，第二加权矩阵集合中的第二加权矩阵的维数是 N X 1；

其中， N为需要校准的天线数目。

较佳地，针对一根天线，网络侧设备将第二加权矩中该天线对应的数值除以第一加权矩中该天线对应的数值 , 得到该天线对应的校准系数。

较佳地，若所述网络侧设备接收到多个第一加权矩阵，所述网络侧设备根据每个第一加权矩阵确定一个校准系数；对校准系数取平均，得到最终的校准系数，或将根据公式三得到的矩阵的最大特征值对应的特征向量作为最终的校准系数。

较佳地，所述网络侧设备的多根天线配置一个校准导频端口；或所述网络侧设备的每根天线都配置一个校准导频端口。

若所述网络侧设备的多根天线配置一个校准导频端口，所述网络侧设备从所述多根天线中选择一根天线从所述校准导频端口上发送导频信号。

较佳地，若多根天线配置一个校准导频端口，且所述网络侧设备已经获得所述多根天线之间的初始校准系数，网络侧设备确定校准系数之后，进行天线校准之前，针对一个校准导频端口，根据该校准导频端口对应的各根天线的初始校准系数和通过该校准导频端口确定的校准系数，确定各根天线实际的校准系数。

较佳地，所述网络侧设备确定上行信道矩阵之前，通知所述用户设备进行下行信道测量的频域范围内和 /或特定子帧。

较佳地，网络侧设备通知所述用户设备发送上行导频信号的频域范围内和 / 或特定子帧。

其中，图 9和图 10可以合成一个流程，形成一个进行天线校准的方法，即先执行步骤 901〜步骤 903 , 再执行步骤 1001〜步骤 1003。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可釆用完全硬件实施例、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，本发明可釆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盾（包括但不限于磁盘存储器、 CD-ROM, 光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、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。应理解可由计算机程序指令实现流程图和 /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。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、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。

这些计算机程序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计算机可读存储器中，使得存储在该计算机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。

这些计算机程序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。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

权利要求

1、一种进行天线校准的方法，其特征在于，该方法包括：

用户设备进行下行信道测量，确定下行信道矩阵；

所述用户设备通知所述网络侧确定的所述第一加权矩阵。

2、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述用户设备确定第一加权矩阵包括：

所述用户设备对所述下行信道矩阵进行特征值分解处理，将最大特征值对应的特征向量作为第一加权矩阵；

所述用户设备通知所述网络侧确定的所述第一加权矩阵包括：

所述用户设备将所述第一加权矩阵中的各个元素量化后上 4艮。

3、如权利要求 1所述的方法，其特征在于，所述用户设备确定第一加权矩阵包括：

所述用户设备根据所述下行信道矩阵，从第一加权矩阵集合中选择一个第一加权矩阵。

4、如权利要求 3所述的方法，其特征在于，所述用户设备通知所述网络侧确定的所述第一加权矩阵包括：

所述用户设备确定选择的第一加权矩阵集合中的第一加权矩阵对应的标识，并上报确定的标识。

5、如权利要求 1 ~ 4任一所述的方法，其特征在于，所述用户设备进行下行信道测量包括：

所述用户设备根据网络侧通知的频域范围和 /或网络侧通知的特定子帧，进行下行信道测量。

6、如权利要求 1 ~ 4任一所述的方法，其特征在于，进一步包括：所述用户设备才居网络侧通知的频域范围和 /或网络侧通知的特定子帧，发送上行导频信号。

7、一种进行天线校准的方法，其特征在于，该方法包括：

网络侧设备进行上行信道测量，确定上行信道矩阵；

所述网络侧设备根据确定的校准系数进行天线校准。

8、如权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述收到的第一加权矩阵是所述网络侧设备根据接收到的所述用户设备上报的第一加权矩阵的标识从第一加权矩阵集合中确定的。

9、如权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述收到的第一加权矩阵是所述网络侧设备根据接收到的所述用户设备上报的第一加权矩阵中的每个元素确定的。

10、如权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备接收到一个第一加权矩阵；

所述网络侧设备根据下列公式确定校准系数：

= _argmax || G^ft^( )F ||²

F · 其中，为确定的校准系数； ^Gu^TL 为 J 行信道矩阵的转置；为第一加权矩阵; 为函数； 0 … 0

0 v₂ 0 0

diag(V)―

； 0 ' · . ；

0 0

变量； … v ,

，为根据第一加权矩阵构造的对角矩阵， N为校准天线端口的个数。

11、如权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备接收到多个第一加权矩阵；

所述网络侧设备根据下列公式确定校准系数：

E = argmaxJ-XH G_U ^T _{L q}diag(V_q)F ||²

其中，为确定的校准系数； ^UL'q为对应的上行信道矩阵的转置;

为第一加权矩阵； Q 为接收到的第一加权矩阵的

V 0 0

0 0 diag(V )―

F - [ ΡΛ'"'Ά] 为函数变量; 0 0 qN 为根据第一加权矩阵构造的对角矩阵。

12、如权利要求 7所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备确定校准系数包括：

所述网络侧设备根据所述上行信道矩阵，确定第二加权矩阵；

所述网络侧设备根据第一加权矩阵和第二加权矩阵，确定校准系数。

13、如权利要求 12所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备确定第二加权矩阵包括：

14、如权利要求 12所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备确定校准系数包括：

针对一根天线，所述网络侧设备将第二加权矩中该天线对应的数值除以第一加权矩中该天线对应的数值 , 得到该天线对应的校准系数。

15、如权利要求 12 ~ 14任一所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备确定校准系数包括：

若所述网络侧设备接收到多个第一加权矩阵，所述网络侧设备根据每个第一加权矩阵确定一个校准系数；

所述网络侧设备对校准系数取加权平均，得到最终的校准系数，或将根据下列公式得到的矩阵的最大特征值对应的特征向量作为最终的校准系数：

1 Q

-) 1 1

\l q=l . 其中，为校准系数； Q 为接收到的第一加权矩阵的数量；

^Eq

为根据第一加权矩阵确定的校准系数。

16、如权利要求 7 ~ 14任一所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备的多根天线配置一个校准导频端口；或

所述网络侧设备的每根天线都配置一个校准导频端口。

17、如权利要求 16所述的方法，其特征在于，若所述网络侧设备的多根天线配置一个校准导频端口，所述网络侧设备从所述多根天线中选择一根天线从所述校准导频端口上发送导频信号。

18、如权利要求 16所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备确定校准系数之后，进行天线校准之前还包括：

若多根天线配置一个校准导频端口，且所述网络侧设备已经获得所述多根天线之间的初始校准系数，针对一个校准导频端口，所述网络侧设备根据该校准导频端口对应的各根天线的初始校准系数和通过该校准导频端口确定的校准系数，确定各根天线实际的校准系数。

19、如权利要求 7 ~ 14任一所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备接收来自用户设备的第一加权矩阵之前还包括：

所述网络侧设备通知所述用户设备进行下行信道测量的频域范围内和 /或特定子帧。

20、如权利要求 7 ~ 14任一所述的方法，其特征在于，所述网络侧设备确定上行信道矩阵之前还包括：

所述网络侧设备通知所述用户设备发送上行导频信号的频域范围内和 /或特定子帧。

21、一种进行天线校准的用户设备，其特征在于，该用户设备包括：下行矩阵确定模块，用于进行下行信道测量，确定下行信道矩阵；加权矩阵确定模块，用于根据所述下行信道矩阵，确定用于进行天线校准的第一加权矩阵；

通知模块，用于通知所述网络侧确定的所述第一加权矩阵。

22、如权利要求 21所述的用户设备，其特征在于，所述加权矩阵确定模块具体用于：

对所述下行信道矩阵进行特征值分解处理，将最大特征值对应的特征向量作为第一加权矩阵；

所述通知模块具体用于：

将所述第一加权矩阵中的各个元素量化后上 ·ί艮。

23、如权利要求 21所述的用户设备，其特征在于，所述加权矩阵确定模块具体用于：

根据所述下行信道矩阵，从第一加权矩阵集合中选择一个第一加权矩阵。

24、如权利要求 23所述的用户设备，其特征在于，所述通知模块具体用于：确定选择的第一加权矩阵集合中的第一加权矩阵对应的标识，并上 4艮确定的标识。

25、如权利要求 21 ~ 24任一所述的用户设备，其特征在于，所述下行矩阵确定模块具体用于：

根据网络侧通知的频域范围和 /或网络侧通知的特定子帧，进行下行信道测量。

26、如权利要求 24 ~ 24任一所述的用户设备，其特征在于，所述下行矩阵确定模块还用于：

根据网络侧通知的频域范围和 /或网络侧通知的特定子帧，发送上行导频信号。

27、一种进行天线校准的网络侧设备，其特征在于，该方法包括：上行矩阵确定模块，用于进行上行信道测量，确定上行信道矩阵；系数确定模块，用于根据上行信道矩阵和收到的来自用户设备的第一加权矩阵，确定校准系数；

校准模块，用于根据确定的校准系数进行天线校准。

28、如权利要求 27所述的方法，其特征在于，所述收到的第一加权矩阵是所述系统数据确定模块根据接收到的所述用户设备上报的第一加权矩阵的标识从第一加权矩阵集合中确定的。

29、如权利要求 27所述的方法，其特征在于，所述收到的第一加权矩阵是所述系统数据确定模块根据接收到的所述用户设备上报的第一加权矩阵中的每个元素确定的。

30、如权利要求 27所述的网络侧设备，其特征在于，若接收到一个第一加权矩阵，所述系数确定模块根据下列公式确定校准系数：

^ = argmax||G^^( ) ||

F 其中，为确定的校准系数；为上行信道矩阵的转置；

τ = [ _τ , ₂ , · · · , ] 为第一一加力口权^₄矩^阵主.； J i = _ [Lf/_l1₉，fJ₂2₉，---₉，fJ_NN]」为函数

； 0 … 0

0 v₂ 0 0

diag{V)―

； 0 '·. ；

0 0 … „

, 为根据第一加权矩阵构造的对角矩阵， N为校准天线端口的个数。

31、如权利要求 27所述的网络侧设备，其特征在于，若接收到多个第一加权矩阵，所述系数确定模块根据下列公式确定校准系数：

1 ²

E = argmax— G^_L diag(V )F \\²

F q=\ . 其中，为确定的校准系数； ^UL'^q为 g对应的上行信道矩阵的转置； q^{L ql ql qN} 一加权矩阵； Q 为接收到的第一加权矩阵的

数量； F ^v _iN

为根据第一加权矩阵构造的对角矩阵。

32、如权利要求 27所述的网络侧设备，其特征在于，所述系数确定模块具体用于：

根据所述上行信道矩阵，确定第二加权矩阵，根据第一加权矩阵和第二加权矩阵，确定校准系数。

33、如权利要求 32所述的网络侧设备，其特征在于，所述系数确定模块具体用于：

对所述上行信道矩阵进行特征值分解处理，将最大特征值对应的特征向量作为第二加权矩阵；或根据所述上行信道矩阵，从第二加权矩阵集合中选择一个第二加权矩阵。

34、如权利要求 32所述的网络侧设备，其特征在于，所述系数确定模块具体用于：

针对一根天线，将第二加权矩中该天线对应的数值除以第一加权矩中该天线对应的数值 , 得到该天线对应的校准系数。

35、如权利要求 32 ~ 34任一所述的网络侧设备，其特征在于，所述系数确定模块具体用于：

若所述网络侧设备接收到多个第一加权矩阵，根据每个第一加权矩阵确定一个校准系数；对校准系数取平均，得到最终的校准系数，或将根据下列公式得到的矩阵的最大特征值对应的特征向量作为最终的校准系数：

其中，为校准系数； Q 为接收到的第一加权矩阵的数量 ' 一『 ι^Γ

q = ¹^1 ' ^2 V, J 为根据第一加权矩阵确定的校准系数。

36、如权利要求 32 ~ 34任一所述的网络侧设备，其特征在于，所述网络侧设备的多根天线配置一个校准导频端口；或

所述网络侧设备的每根天线都配置一个校准导频端口。

37、如权利要求 36所述的网络侧设备，其特征在于，若所述网络侧设备的多根天线配置一个校准导频端口；所述上行矩阵确定模块还用于：

从所述多根天线中选择一根天线从所述校准导频端口上发送导频信号。

38、如权利要求 36所述的网络侧设备，其特征在于，所述系数确定模块还用于：

若多根天线配置一个校准导频端口，且已经获得所述多根天线之间的初始校准系数，针对一个校准导频端口，根据该校准导频端口对应的各根天线的初始校准系数和通过该校准导频端口确定的校准系数，确定各根天线实际的校准系数。

39、如权利要求 32 ~ 34任一所述的网络侧设备，其特征在于，所述上行矩阵确定模块还用于：

通知所述用户设备进行下行信道测量的频域范围内和 /或特定子帧。

40、如权利要求 32 ~ 34任一所述的网络侧设备，其特征在于，所述上行矩阵确定模块还用于：

通知所述用户设备发送上行导频信号的频域范围内和 /或特定子帧。

41、一种进行天线校准的系统，其特征在于，该系统包括：