[发明专利]天线阵列校准

说明书

技术领域

本发明涉及有源收发器阵列及校准有源收发器阵列的方法。

背景技术

无线电信系统为已知。在蜂窝式系统中，在称为小区(cell)的区域中提供无线电覆盖。基站位于每一小区中以提供无线电覆盖。传统基站在相对大的地理面积中提供覆盖且小区常称为宏小区。

典型的基站包含：在地面的控制中心、无线电桅杆、及位于桅杆上的天线阵列。天线阵列操作以通过将信号发射到小区内的最终用户或从其接收信号来提供无线电覆盖到小区内的最终用户。在此一典型基站中，基站控制中心尤其含有：数据管理单元、数/模转换器、滤波器、及功率放大器。在地面的控制中心中容纳这些项目允许实质上保护系统的这些组件不受到当时的环境条件影响，如降水或温度波动。

在地面的控制中心中产生的模拟射频(RF)信号经由从在无线电桅杆的基底的控制中心延伸到设置在无线电桅杆的顶部附近的天线阵列的同轴电缆传送到构成天线阵列的每一天线元件。在“无源”阵列中，供应到每一天线元件的RF信号为实质上相同；可在天线阵列中提供将引进到将被阵列发射的信号的跨阵列的固定相移。此一跨阵列的相移允许阵列所产生的波前的重定向，也称为“波束成形”。执行此一固定相移的阵列，无论信号如何，均可称为“无源”系统。可通过构成所述阵列的每一天线元件的物理倾斜或其它适当布置来引进所述相移。

无源天线阵列引进跨天线阵列的固定相差到由所述阵列递送到最终用户的所有射频信号。相反地，“有源”天线阵列能够引进适合一个或一个以上最终用户接收信号的位置的跨天线阵列的相移。有源天线阵列能够通过引进不同相移来同时位移不同最终用户的不同信号。尤其，有源天线阵列能够利用无线电波的线性叠加来同时发射例如高功率信号到离所述阵列有一大段距离的最终用户以及发射低功率信号到离阵列较近的最终用户，这是通过针对所述信号中的每一者引进跨阵列的不同相移来进行。

有源天线阵列可因此理解成作用为一组数个并行低功率收发器链，其以并行方式操作。并行收发器链实现到最终用户的传输的动态波束成形。应了解到，根据由基站所服务的用户设备来直接馈送信号给此一收发器阵列内的每一收发器链或收发器模块。

在由众多收发器链所组成的任何天线阵列系统中，且尤其当使用所述阵列来产生特定波束图案时，可能需要每一收发器链的某程度上的校准。校准确保了可确保跨阵列的将被发射到用户设备的信号组的所需的相位及振幅加权。应了解到，作为组件中的性能变化、温度飘移、老化、及其它变化的结果，阵列中的每一收发器链将会在当信号通过所述链时在信号中引发复杂的畸变且阵列中的每一收发器链将会显示非线性行为。在每一收发器链的输出处的信号的相位及振幅将会变化，即使在个别收发器链处的输入信号相同也是如此。因此需要校准此一阵列系统。

需要提供用于经改进的有源收发器阵列中的校准方法。

发明内容

因此，第一方面提供用于无线电信网络的有源收发器阵列，其包含：

多个可校准收发器模块，

每一收发器模块包含：

收发器链，其可操作以处理主信号并产生已处理主信号；

比较器单元，其可操作以比较所述主信号与所述已处理主信号以确定在所述已处理主信号中由所述收发器链所引发的收发器链误差；以及

校正单元，其使用收发器误差来校正将由所述收发器链处理的所述主信号。

可使用包含众多收发器且尤其多个天线的阵列系统来产生特定图案且也形成波束。波束成形需要收发器的阵列的校准以确保可确保信号的所需的相位及振幅加权。可能会有每一收发器链的组件中的性能变化、温度飘移或老化，且因此每一收发器链可能会在将被发射的信号中引发不同的变化或畸变。因此将了解到，阵列可能会跨一组收发器链显示非线性行为。

因此，由天线发射的收发器链的输出处的信号的相位及振幅可能会以不预期的方式变化且无法以最佳方式实现所需的波束成形。为了确保根据预期操作阵列，可校准阵列系统。

可有各种校准方法。有关于发射路径的可能性包括通过发送测试信号通过阵列中的每一发射器链并比较在收发器链的输出处的信号与预期信号来校准。