[发明专利]一种有源天线多收发通道同步校准的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种有源天线多收发通道同步校准的装置和方法。

背景技术

现有移动通信系统中，各小区通常利用安装在塔顶的天线来发射和接收信号，并利用射频拉远单元(RRU)通过馈线的方式提供给天线大功率发射信号，并利用馈线将天线接收到的信号传送到RRU做进一步处理。基于这一架构的波束成形在天线内完成，所述天线通常为无源天线，波束成形所需的幅度、相位差通常由内部的天馈网络和移相网络来完成。值得一提的是，该移相网络采用电机驱动的机械结构来实现，结构相对复杂，且在天线阵子相位调节过程中，可靠性不高。

随着有源天线被引入到移动通信系统的应用中，波束成形技术转为在数字处理单元中实现。在波束成形之前，需要对每个接收和发射通道做幅度、相位校准，使得多路收、发通道之间可以实现同步。

目前已有的有源天线校准方法通常在天线系统中附加收发校准模块来实现，例如：专利号为CN 101651480A，发明名称为“有源天线、基站、刷新幅度和相位的方法及信号处理方法”的专利，它在天线系统中增加了专门的收发校准通道和耦合器来完成收、发通道的校准，使得整个天线系统的结构复杂，且价格昂贵。当然，现有技术中还有其它校准方法，如专利号为CN 101916919A，发明名称为“一种校准有源天线的方法和有源天线”的专利，其接收器通过天线接收的、在接收器频带上的外部噪音来校准接收通道，所述方法虽然省去了专门的校准装置，但是校准可行性难度较大，不利于批量生产；另外，所述校准方法中的发射器校准增加了专门的反射点装置，也增加了成本。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种有源天线多收发通道同步校准的装置和方法，可在有源天线系统没有额外添加硬件模块的情况下实现各收发通道的同步校准，有效降低了有源天线系统的成本、体积和功耗。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种有源天线多收发通道同步校准的装置，该装置包括：有源天线中的数字处理模块、收发射频模块和外部校准装置；其中，

所述校准装置包括校准工装和信号发生器，用于与收发射频模块相连，被搭建成各发射/接收通道的校准环境；其中，所述校准工装的幅、相差在对各收发通道进行校准前已被测定；

所述数字处理模块，用于采集并存储各发射/接收通道的离线幅、相信息；依据校准工装的幅、相差和已存储的各发射/接收通道的幅、相信息对各发射/接收通道进行幅、相补偿，并对幅、相补偿后的各发射/接收通道进行等幅、等相验证，确定验证合格时，进行发射/接收波束成形；

所述收发射频模块，用于离线发射/接收通道校准时，数字处理模块与校准工装间的校准信号传输通道；与校准装置相连，被搭建成各发射/接收通道的校准环境。

其中，所述校准工装为：1分为N的功分器、或N选1的开关阵列。

其中，所述数字处理模块，进一步用于等幅、等相验证不合格时，重新对各发射/接收通道进行校准。

本发明还提供了一种有源天线多收发通道同步校准的方法，该方法包括：

测试校准工装的幅、相差，搭建收发射频模块与校准装置间的对应各发射/接收通道的校准环境；

数字处理模块采集并存储各发射/接收通道的离线幅、相信息；依据校准工装的幅、相差和已存储的各发射/接收通道的幅、相信息对各发射/接收通道进行幅、相补偿；对幅、相补偿后的各发射/接收通道进行等幅、等相验证，如果验证合格，则进行发射/接收波束成形。

其中，所述校准工装为：1分为N的功分器、或N选1的开关阵列。

其中，所述校准工装为开关阵列，且对各发射通道进行校准时，所述搭建校准环境，采集并存储各通道的离线幅、相信息，具体为：

同时将校准工装的Port1～PortN端口与收发射频模块的输出口ANT1～ANTN对应相连，PortN+1端口与收发射频模块的反馈通道的PRX CAL端口相连；

通过切换开关阵列，使得校准工装的PortN+1端口先后分别与Port1～PortN端口相连，采集各路发射通道的幅、相信息时，数字处理模块内的数字处理单元DPU中的测试信号源TSG均发射校准信号，由数字处理模块处理后，经数模转换器DAC以及收发射频模块中的各路发射通道、功放和双工器，通过校准工装传送给反馈通道，经反馈通道采集第一至N路发射通道的幅、相信息，并存储在数字处理模块DPU中的TX RAM模块中。

其中，所述校准工装为功分器，且对各发射通道进行校准时，所述搭建校准环境，采集并存储各通道的离线幅、相信息，具体为：