[发明专利]实现针对MIMO通信系统通道间时延和相位差进行计算测量的方法

说明书

本发明涉及一种实现针对MIMO通信系统通道间时延和相位差进行计算测量的方法，包括以下步骤：信号源输出单音信号，经过功率分配器同时输出至多个接收通道；通过混频器和本振信号得到两个接收通道的相位，分析不同频率零中频信号的相位差，直接计算得到各个频率对应的相位差；根据相位随频率的变化关系，得到接收通道的时延差和本振之间的相位差。采用了本发明的实现针对MIMO通信系统通道间时延和相位差进行计算测量的方法，实现了对MIMO系统各个通道间相位差、时延差的测量。本技术方案的实现难度不大，结果准确可信。本发明实现了对MIMO系统多组发射通道和接收通道之间，相位差、时延差的准确测量。

技术领域

本发明涉及仪器仪表技术领域，尤其涉及多输入多输出领域，具体是指一种实现针对MIMO通信系统通道间时延和相位差进行计算测量的方法。

背景技术

随着无线通信的发展，多输入多输出(MIMO)技术变得越来越常见，借助MIMO技术能够极大地提高信道容量，提高通信过程中的数据吞吐率。一个MIMO通信系统的结构如图1所示，它的一个收发链路由几个部分组成：射频(RF)接收模块负责接收无线通信过程中基站或终端设备发出的信号，对信号功率进行衰减和放大，然后信号进入混频器，将频谱搬移到中频；模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)对搬移后的中频信号进行采样，得到数字信号，通过高速数据接口(如JESD204B)传输给基带FPGA；对于发射链路，FPGA处理需要发射的数据，处理完成后，再经过高速数据接口传输给数模转换器(Digital toAnalog Converter,DAC)，DAC将数据转换为中频模拟信号；中频模拟信号再与本振信号混频，最后经由射频发射模块输出给终端或基站。

多组收发通道能够组成多输入多输出的阵列，从而实现整个的MIMO通信系统，这其中，各个通道间的时延和相位关系影响着整个系统的性能，一个高性能的MIMO系统，需要各个输入输出链路保持较好的时延一致性和相位一致性，保证通信系统传输数据的质量和稳定性。

因而，如何准确地测量MIMO系统各个通道的相位、时延关系，是MIMO技术应用过程中需要面对的关键技术问题，是MIMO通道校准的前提。

对于MIMO系统，我们不必要关注每个通道的绝对的相位和时延，而只需要关心多个通道间的相对差值，即通道与通道间的相位差和时延差。这其中，时延差的来源，可能是JESD204B协议未能实现同步，或同步精度未达到要求；也可能是各个通道的射频通路的延迟不一致。对于相位差，一方面不同的本振相位会导致混频器输出信号相位不同，另一方面时延差也会导致相位差，并且信号载波频率越大，同样的时延误差造成的相位误差也越大。

但是，对于某些高性能系统，信号的相位和时延很难直接测量出来，假如本振信号的频率太高，接近甚至高于大部分仪器的测量范围，将难以直接测量本振的相位差，另外硬件通道很多模块之间的耦合比较紧密，很难测量到其中的信号。这就需要间接测量的手段，测量出已知信号的特性，推算出所关心信号的相位、时延情况。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足准确性高、操作简便、适用范围较为广泛的实现针对MIMO通信系统通道间时延和相位差进行计算测量的方法。

为了实现上述目的，本发明的实现针对MIMO通信系统通道间时延和相位差进行计算测量的方法如下：

该实现针对MIMO通信系统通道间时延和相位差进行计算测量的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：

(1)信号源输出单音信号，经过功率分配器同时输出至多个接收通道；

(2)通过混频器和本振信号得到两个接收通道的相位，分析不同频率零中频信号的相位差，直接计算得到各个频率对应的相位差；

(3)根据相位随频率的变化关系，得到接收通道的时延差和本振之间的相位差。