一种OFDM系统中的天线阵列校准方法和装置

摘要

本发明涉及一种OFDM系统中的天线阵列校准方法和装置，本发明包括对天线预校准和周期校准。预校准主要用于获得天线单元相对校准天线单元在发射方向和接收方向的补偿系数；周期性校准是按照预先设定的周期，准实时地对各天线单元进行发射校准和接收校准。本发明能对LTE系统的接收通道和发射通道相位的一致性进行实时高精度的校准，通过BBU和RRU对时延和相位的共同补偿，能保证天线阵列空口发送信号和BBU接收信号相位高度一致，尤其适用于TDD-LTE等对天线一致性需要较高的通信系统。

主权项

1.一种OFDM系统中天线校准的方法，其特征在于：该方法如下：预校准：步骤1：BBU构造时频域的校准序列信号；步骤2：RRU和BBU预热且阵列天线收到来自操作控制台OMC或系统缺省配置文件的预校准命令请求后，RRU根据是发射校准还是接收校准将RRU的状态切换到相应的收或发校准状态；BBU接收来自GP时隙的天线校准信号，抽取出有效子载波，利用本地序列与接收序列频域相关获得相应天线单元的采样间隔Ts级的粗延迟，将天线收通道或发通道相对最大收通道或发通道的天线时延差告知RRU，RRU分别补偿各通道的相对时延；步骤3：RRU将各天线接收信号时刻调整到收或发通道的最大时延处，BBU将校准信号经FFT转换到频域，抽取有效子载波后，经DFT转换到时域，在时域降噪后转换到频域，计算各天线收或发方向的有效子载波k的相移θ_k，基于最小均方误差的准则对θ_k进行线性拟合，按下式估算出各阵列天线收或发方向小数倍Ts的时延Δt和初相θ_ini，其中${\mathrm{\Delta \theta }}_k=\frac{L·\underset{k\in K}{\Sigma }(k·{\theta }_k)-\underset{k\in K}{\Sigma }{\theta }_k·\underset{k\in K}{\Sigma }k}{L·\underset{k\in K}{\Sigma }{k}^2-{\left(\underset{k\in K}{\Sigma }k\right)}^2}$${\theta }_{\mathrm{ini}}=\frac{\underset{k\in K}{\Sigma }(k·{\theta }_k)·\underset{k\in K}{\Sigma }k-\underset{k\in K}{\Sigma }{\theta }_k·\underset{k\in K}{\Sigma }{k}^2}{{\left(\underset{k\in K}{\Sigma }k\right)}^2-L·\underset{k\in K}{\Sigma }{k}^2}$L是纳入线性拟合的子载波数，K是子载波集；收通道和发通道分别计算小数倍Ts的时延Δt和初相θ_ini，对收通道和发通道进行分别校准；步骤4：初相θ_ini和低于RRU中频采样间隔的时延在BBU的频域补偿，RRU中频采样间隔的时延在RRU中频补偿；步骤5：系统完成相位校准后，基于子带进行幅度校准；将系统带宽分成若干子带，每个子带映射不同天线的校准信号并预留部分子载波；基于预留子载波作噪声估计，将接收的校准信号时域降噪处理后，在频域上做信道估计，将不同子带的幅度补偿到天线最大发射功率对应的子带幅度上；收通道和发通道分别做幅度校准；周期性校准：步骤6：当指定天线收到周期性校准命令后，先判断是否进行过预校准，若没有，首先预警，然后按步骤2～5执行预校准，再进行周期性校准，该周期性校准中对小数倍Ts的时延和初相的校准和预校准中对小数倍Ts的时延和初相的校准方法一样。