[发明专利]一种宽频单载波天线校准方法及校准系统

说明书

本发明涉及一种宽频单载波天线校准方法及校准系统，该方法包括：由基本校准序列通过周期循环移位形成校准序列；各个天线发射通道按照预定时序分别逐次向校准天线各接收通道发送训练序列；校准天线各接收通道按照对应的预定时序依次接收训练序列；线性横向校准器根据校准天线各接收通道接收的训练序列计算并根据各个天线发射通道的校准系数对各个发射天线信号进行横向滤波校准；校准天线发射通道分别向各个天线接收通道发送训练序列；各个天线接收通道同时接收训练序列；线性横向校准器根据各个天线接收通道接收的训练序列计算并根据各个天线接收通道的校准系数对各个接收天线信号进行横向滤波校准，能够完成宽频信号的群时延失真校准。

技术领域

本发明涉及数字信号处理领域，尤其涉及一种宽频单载波天线校准方法及校准系统。

背景技术

智能天线是3G/4G/5G移动通信系统的关键技术。通过基于智能天线的波束赋形技术，有效地抑制了多用户干扰、增加了系统容量。在实际的智能天线系统中，存在各种时变误差，如射频通道随环境变化、器件老化、幅频相频特性失真、I/Q不平衡等引入的相位和增益差异。这些时变误差将导致波束形状和功率控制精度的变化，从而降低系统容量、影响系统性能，所以很有必要对智能天线进行在线校准。

现有技术中，典型的智能天线校准技术为硬件通道估计方法，即通过求解单位CIR得到每个载波天线的权值因子，使用此权值因子来补偿每个载波下各个天线之间的差异。例如，专利申请“一种对智能天线阵系统进行实时校准的方法”(申请号为CN02158623.3)中对载波天线的接收通道进行校准时，采用一个发射通道发射、所有接收通道同时接收的方式；对发射通道进行校准时，多采用所有发射通道同时发射、一个接收通道接收的方式。由于发射校准的校准接收通道同时接收多个发射通道发射的信号，各发射通道所发射的信号之间相互影响，所以降低了计算所得的各载波天线的权值因子的准确性，从而导致智能天线校准精度较低。

并且现有的技术只能针对一个通道一个复数，只能修正幅度和相位，无法修正宽频信号通带内不平坦和群时延影响，以及宽频信号可能带来的多径影响。例如现有技术中，CIR_k为一个复数，包含了第k条链路(B_k→A_c)的幅度及相位响应信息，CIR'_k也是一个复数，包含了第k条发射链路(B_k→A_k)的幅度及相位响应信息。

图1表示一个典型的具有智能天线的时分双工(TDD，Time Division Duplexing)码分多址的无线基站的原理性结构框图，它包括N个相同的天线单元、N条馈电电缆、N个射频收发信机A1，A2，…AN和相应的基带处理器，其中，射频收发信机使用相同的本振。为了实现校准，在此结构的基础上还包括馈电电缆及校准收发信机组成的校准链路C。

发射校准时，分别由各发射单元A1，A2，…AN发送固定大小的数据，校准天线进行接收，这样可以得到A_i到A_c间的补偿系数接收校准时，由校准单元发送固定大小的数据，各接收天线分别进行接收，这样可以得到A_c到A_i间的补偿系数

当系统的单载波信号带宽较大时(超过10MHZ)，此时硬件通道的校准不能仅仅是一个抽头校准系数，而具有类似于无线硬件通道特性，多个抽头，在时间上具有随机性和时变性，在频率上具有频率选择性，此时这就要求校准装置必须能够实时地跟踪通信硬件通道的时变特性，而这种校准装置又称为自适应宽频校准装置。自适应校准装置直接从传输的实际数字信号中根据某种算法不断调整系数，能适应硬件通道的随机变化，使校准装置总是保持最佳的工作状态，因而有更好的失真补偿性能。