[发明专利]一种面向并行多通道无线信道测量的校准方法及其系统

说明书

本发明公开了一种面向并行多通道无线信道测量的校准方法，同时也公开了用于实现该校准方法的校准系统。在该校准方法中，首先在发送端和接收端分别添加一路校准接收通道和一路校准发送通道。在校准过程中，通过射频线直接连通发送端和接收端，断开校准接收通道和校准发送通道，测试无源器件的响应特性；在测量过程中，保持发送端和接收端断开，分别连接校准接收通道和校准发送通道，在空口测量中由校准接收通道/校准发送通道配合测量通道校准发送端和接收端的信道响应特性。利用本发明，能够实时在线监督当前时刻下多通道相互之间的信道响应的特性，保证了在信道测量过程中能够避免由于多通道之间的相互干扰影响带来的测量误差。

技术领域

本发明涉及一种面向并行多通道无线信道测量的校准方法，同时也涉及用于实现该校准方法的校准系统，属于通信测试技术领域。

背景技术

在现有的通信测试技术中，对并行多通道无线信道的校准方案基本是由单通道情景下的校准方案演变而来的。该校准方案依靠多路复用开关实现多通道的切换以实现多通道的校准和测量，同一时刻只有一路通道被测量，因此本质上是基于时分的测量校准方案。在该校准方案中，测量信号不需要互相正交，因此结构相对简单，系统实现成本较低。另外，收发端的天线数量可以灵活切换。但是，该校准方案对收发两端同步切换的控制要求非常严格，并且测量时间一般较长，不适合高速运动场景。

图1所示为上述校准方案的一个示例中，具有8天线端口的收发端连接8×1多路复用器开关模块的连接框图。其中，收发两端分别装有一款端接8×1多路复用器开关模块用于校准，发送天线(TX1，TX2……TX8)与接收天线(RX1，RX2……RX8)通过8×1多路复用器开关模块选择一路发送天线和接收天线，得到该发送天线和该接收天线之间的频率响应校准结果，切换多路复用开关得到频响矩阵H(f)。

另一方面，MIMO(多输入多输出)技术能够利用发射端的多个天线各自独立发送信号，同时在接收端用多个天线接收并恢复原信息，从而在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的吞吐量、传送距离和频谱利用率。利用MIMO技术并行测量多通道的无线信道，具有更快的测量速度，特别适合于高速运动场景。

在理想状态下，接收端和发送端的开关能够同时进行切换。然而在实际操作过程中，接收端和发送端的开关切换总是存在一定的误差，该误差是由于接收端和发送端的时钟抖动而引起的，并且开关切换的次数越多引入的时钟抖动误差也会越大。在美国专利US8,477,866B2中，提出在测量每一次的信道响应之后，利用相邻信道之间的相对特征响应计算出每一对信道之间的响应特性从而实现每对信道的校准。该发明所采用的算法简单说明如下：

首先，链接N路发送到M路测量的通路，利用矢量网络分析仪测量通路中无源器件的信道响应特征S

其次，校准测量流程分为发送端和接收端两部分，在测量N路发送通道的信道响应时只需要一路接收通道，这N路发送通道以时分的方式发送数据，接收通道依次接收N路发送通道的数据；在测量M路接收通道的信道响应时只需要一路发送通道，接收通道依次接收这一路发送通道发送的数据，具体流程如图2和图3所示：

最后，通过N路发送信道响应H₁₁(f)…H_N1(f)和M路接收信道响应H₁₁(f)…H_1M(f)计算出N路发送M路接收通道的信道响应矩阵H(f)_N×M。令第i路发送到第j路接收的通道的信道响应为H_ij(f)，则有

利用上述公式，假设在测量过程中的校准响应保持不变，则在后续测量中计算得到校准信道响应的响应矩阵H(f)_N×M，完成校准。