[发明专利]一种基站校准方法和校准装置

说明书

技术领域

本发明涉及信息处理技术领域，尤其涉及一种基站校准方法和校准装置。

背景技术

智能天线技术是移动通信中最具吸引力的技术之一，已经被应用于诸如TD-SCDMA、TD-LTE等TDD制式的移动通信系统中。智能天线技术的核心就是下行业务信道赋形，其主要原理为：终端发送参考信号，基站接收并解调参考信号后估计出上行信道矩阵；基站对上行信道矩阵进行SVD分解得出加权向量；基于上下行信道互异性，基站采用上行信道矩阵的加权向量对下行业务信道进行赋形；赋形后的下行业务信道数据依次通过发射通路、馈线和天线，并由天线发射出去。

参见图1，图1是现有技术中的基站组成示意图。

如图1所示，该基站包括基带处理单元、与天线阵元一一对应发射模块和接收模块，其中的发射模块由发射通路、开关和馈线组成，接收模块由接收通路、开关和馈线组成。

其中，下行业务信道数据的赋形处理在图1中的基带处理单元中完成，经赋形处理后的下行业务信道数据再经图1中B平面和C平面之间的发射通路、开关和馈线到达A平面和B平面之间的天线阵元，经由天线阵元发射出去。因此，如果B平面和C平面之间各个天线阵元对应的发射模块的相位和幅度特性不一致，相当于在基带处理单元进行赋形处理后，再次对下行业务信道数据进行了额外的赋形，这将影响赋形效果。

另外，在接收上行信号时，各个天线阵元接收到上行信号后，需要将接收的上行信号经由该天线阵元对应的接收模块发送至基带处理单元，如果各个天线阵元对应的接收模块的相位和幅度特性不一致，会导致基带处理单元接收到的上行信号不准确。

实际上，由于各套发射模块的器件差异以及诸如温度、湿度、工作频率等外部环境的影响，各套发射模块之间的相位和幅度特性之间存在显著的差异，无法满足下行业务信道赋形的要求。类似地，各套接收模块之间的相位和幅度特性之间也存在显著的差异，无法满足上行信号接收的要求。

针对各套发射模块之间的相位和幅度差异，以及各套接收模块之间的相位和幅度差异，目前通过在基站内部引入无源校准网络对各套发射模块和接收模块的相位特性和幅度特性进行校准。其中的无源校准网络由多个校准通路组成，每个校准通路对应了一套发射模块和接收模块。无源校准网络可以设计在天线内部，也可以设计在发射模块和接收模块中。下面以将无源校准网络设置在天线内部为例，介绍校准网络的结构示意图，具体请参见图2。

图2是现有技术中设置有校准网络的天线结构示意图。

如图2所示，校准网络由微带定向耦合器、功率分配合成器和校准端口组成，校准端口通过校准发射通路和校准接收通路与基带处理单元相连，其中的校准接收通道可以通过校准网络接收多个天线阵元及其校准网络的耦合信号，校准发射通道发射的信号可以通过校准网络发给多个天线阵元的接收通路。

具体地，对天线阵元对应的发射模块进行校准的方法包括：

步骤11：经由各天线阵元对应的发射模块分别向各天线阵元发送相互正交的校准序列，校准序列经各天线阵元的校准通路进入校准接收通道。

步骤12：校准接收通道解调校准序列，将解调的校准序列发给基带处理单元。

步骤13：基带处理单元接收校准序列，利用校准序列的正交性，估计出个各天线阵元对应的发射模块的相位和幅度差异，并根据相位和幅度差异对各组发射模块的相位和幅度误差进行补偿。

对天线阵元的接收模块进行校准的方法包括：

步骤21：通过校准发射通路向校准网络发送相互正交的校准序列，该校准序列经由校准网络的各个校准通路到达相应天线阵元对应的接收通道。

步骤22，各接收通道接收校准序列，并将校准序列分给基带处理单元。

步骤23，基带信号处理单元根据来自各个接收通道的校准序列估计各个接收模块的相位和幅度差异，并根据相位和幅度差异对多组接收模块的相位和幅度误差进行补偿。

其中，校准网络中的定向耦合器和功率合分器主要采用微带线和电阻实现，受限于微带线的加工精度以及电阻阻值的精度，校准网络的各个校准通路之间存在较为明显的幅度和相位差异，例如，在2GHz频段时，所述多个校准通路间的相位误差在5度左右，幅度误差在0.7dB左右。

由于现有校准基站的方案中，通过校准网络测量各个发射模块之间的相位和幅度差异以及各个接收模块之间的相位和幅度差异，再根据测得的差异进行补偿的，因此校准网络的各个校准通路之间存在的相位和幅度差异将导致各个发射模块之间以及各个接收模块之间的相位和幅度差异测量不准确，进而影响基站校准精度。