專利名稱：一種增強(qiáng)tdd系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及TDD(Time Division Duplex,時分雙工模式)無線通信技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法和裝置。
背景技術(shù)：
智能天線是TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division MultipleAccess,時分同步碼分多址)和TDD-LTE (Time Division Duplex-Long Term Evolution,時分雙工模式-長期演進(jìn))這兩種無線通信系統(tǒng)(下文統(tǒng)一簡稱為TDD系統(tǒng))的核心技術(shù)之O
使用智能天線時，必須具有對智能天線進(jìn)行實時校準(zhǔn)的技術(shù)。TDD系統(tǒng)中使用智能天線是根據(jù)電磁場理論中的互易原理，直接利用上行波束成型參數(shù)來進(jìn)行下行波束成型。智能天線要求各通道幅相一致，但對實際的TDD基站，每一條無線收發(fā)通路不可能完全相同，并且其性能隨時間、工作電平和環(huán)境條件等因素變化。如果不進(jìn)行實時智能天線校準(zhǔn)，則下行波束成型將受到嚴(yán)重影響。不僅得不到智能天線的優(yōu)勢，甚至完全不能通信。智能天線校準(zhǔn)分為下行天線校準(zhǔn)(即發(fā)射通道校準(zhǔn))和上行天線校準(zhǔn)(即接收通道校準(zhǔn))兩種。智能天線校準(zhǔn)一般分為三個階段:第一階段，通道幅相估計；第二階段，通道狀態(tài)判斷；第三階段，通道幅相調(diào)整。
以TD-SCDMA系統(tǒng)為例，其5ms子幀結(jié)構(gòu)配置有10個時隙，如圖1所示，分別是:TS0、轉(zhuǎn)換點、TSU TS2、TS3、轉(zhuǎn)換點、TS4、TS5、TS6。轉(zhuǎn)換點的時隙包括 DwPTS(DownlinkPilot Time Slot,下行導(dǎo)頻時隙)、GP (Guard Period,保護(hù)時隙)、UpPTS (Downlink PilotTime Slot，上行導(dǎo)頻時隙)。GP時隙是發(fā)射方向向接收方向轉(zhuǎn)換的保護(hù)時隙，共96碼片(chip)，75us。
TDD-LTE系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)如圖2所示，其IOms幀包含兩個半幀，在每個半幀的固定位置都有DwPTS、GP和UpPTS等時隙，與TD-SCDMA系統(tǒng)類似，故不再贅述。
TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)一般在GP時隙進(jìn)行。若使用其它業(yè)務(wù)時隙，則對正常業(yè)務(wù)可能存在一定的影響。TDD系統(tǒng)采用時分雙工模式，不同基站之間保持同步，隨著傳播距離的增加，在TDD基站之間，遠(yuǎn)端基站的TSO (或者TDD-LTE系統(tǒng)的子幀0)和DwPTS信號經(jīng)過傳播延遲或者多徑到達(dá)目標(biāo)基站后，可能對目標(biāo)基站的GP時隙，甚至UpPTS、TSl (或者TDD-LTE系統(tǒng)的子幀2)產(chǎn) 生干擾，影響目標(biāo)基站的正常工作和智能天線實時校準(zhǔn)。在一些無線環(huán)境復(fù)雜、導(dǎo)頻干擾很強(qiáng)的環(huán)境，智能天線接收通道校準(zhǔn)受DwPTS時隙導(dǎo)頻干擾非常嚴(yán)重，干擾信號能拖尾到GP時隙的很多碼片甚至到達(dá)UpPTS時隙，導(dǎo)致采用現(xiàn)有的智能天線校準(zhǔn)方法在接收通道校準(zhǔn)估計出的接收通道幅相特性與實際偏差過大，影響校準(zhǔn)的精度，從而影響智能天線的性能。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法和裝置，在外部復(fù)雜無線環(huán)境存在干擾的情況下，確保智能天線接收通道的校準(zhǔn)性能。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是，所述增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法，校準(zhǔn)發(fā)射通道通過天線和耦合網(wǎng)絡(luò)與接收通道相連，控制板提供校準(zhǔn)發(fā)射通道的輸出并接受接收通道的輸入，所述方法包括:
控制板確定同一載波下基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率，在校準(zhǔn)發(fā)射通道中按照基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置以及所述發(fā)射功率發(fā)射基本訓(xùn)練序列；
當(dāng)控制板通過各接收通道同步接收到基本訓(xùn)練序列時，進(jìn)行幅度和相位估計，并基于估計的結(jié)果對各接收通道的幅度和相位分別進(jìn)行一致性調(diào)整。
進(jìn)一步的，作為一種可選的技術(shù)方案，所述控制板確定同一載波下基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率，具體包括:
Al，確定保護(hù)時隙的外部干擾信號功率；
A2，將外部干擾信號功率加上接收通道校準(zhǔn)信干比得到接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率；
A3，由接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率推算出基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率。
進(jìn)一步的，作為另一種可選的技術(shù)方案，將步驟A3替換為:
在接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率和接收通道校準(zhǔn)時天線口允許的最大輸入功率門限值中，選擇較小者作為接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列功率；
由接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列功率推算出基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率。
進(jìn)一步的，所述確定保護(hù)時隙的外部干擾信號功率的方式，具體包括:
在校準(zhǔn)發(fā)射通道中在同一載波下發(fā)射電平為零且設(shè)置在保護(hù)時隙中的基本訓(xùn)練序列，接收通道同步接收到保護(hù)時隙的外部干擾信號功率；或者，
將校準(zhǔn)發(fā)射通道天線口最大輸出功率門限值減去接收通道校準(zhǔn)信干比得到接收通道能承受的最大外部干擾信號功率，將其作為保護(hù)時隙的外部干擾信號功率。
進(jìn)一步的，所述當(dāng)控制板通過各接收通道同步接收到基本訓(xùn)練序列時，進(jìn)行幅度和相位估計，具體包括:
當(dāng)每個接收通道連續(xù)接收到η個基本訓(xùn)練序列時，控制板基于發(fā)射的基本訓(xùn)練序列對η個基本訓(xùn)練序列分別進(jìn)行序列相關(guān)性運算后取平均值得到所述接收通道的幅度和相位估計結(jié)果，其中，2 < η < 16。
進(jìn)一步的，所述基本訓(xùn)練序列包含具有聞自相關(guān)性的序列，或者，包含具有聞自相關(guān)性的序列和循環(huán)移位碼片；
所述基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置，具體為:
所述基本訓(xùn)練序列位于轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙的末尾。
本發(fā)明還提供一種增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的裝置，校準(zhǔn)發(fā)射通道通過天線和耦合網(wǎng)絡(luò)與接收通道相連，控制板提供校準(zhǔn)發(fā)射通道的輸出并接受接收通道的輸入，所述裝置，包括:
基本訓(xùn)練序列發(fā)出模塊，位于控制板中，用于確定同一載波下基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率，在校準(zhǔn)發(fā)射通道中按照基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置以及所述發(fā)射功率發(fā)射基本訓(xùn)練序列；
接收通道幅相估計模塊，位于控制板中，用于通過各接收通道同步接收到基本訓(xùn)練序列，進(jìn)行幅度和相位估計；
接收通道幅相調(diào)整模塊，位于控制板中或者接收通道中，基于估計的結(jié)果對各接收通道的幅度和相位分別進(jìn)行一致性調(diào)整。
進(jìn)一步的，所述基本訓(xùn)練序列發(fā)出模塊，具體包括:
干擾信號功率確定子模塊，用于確定保護(hù)時隙的外部干擾信號功率；
輸入功率確定子模塊，用于將外部干擾信號功率加上接收通道校準(zhǔn)信干比得到接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率；
發(fā)射功率確定子模塊，用于由接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率推算出基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率；
基本訓(xùn)練序列發(fā)出子模塊，用于在校準(zhǔn)發(fā)射通道中按照基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置以及所述發(fā)射功率發(fā)送基本訓(xùn)練序列。
進(jìn)一步的，將所述發(fā)射功率確定子模塊的功能替換為用于:
在接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率和接收通道校準(zhǔn)時天線口允許的最大輸入功率門限值中，選擇較小者作為接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列功率；
由接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列功率推算出基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率。
進(jìn)一步的，所述基本訓(xùn)練序列包含具有聞自相關(guān)性的序列，或者，包含具有聞自相關(guān)性的序列和循環(huán)移位碼片；
所述基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置，具體為:
所述基本訓(xùn)練序列位于轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙的末尾。
采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明至少具有下列優(yōu)點:
本發(fā)明所述增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法和裝置，自適應(yīng)調(diào)整智能天線系統(tǒng)發(fā)射通道發(fā)出的基本訓(xùn)練序列功率，使得基本訓(xùn)練序列信號到達(dá)室外天線的天線口時的功率適度，以達(dá)到提高訓(xùn)練序列與外部干擾的信干比，降低天線校準(zhǔn)訓(xùn)練信號對其它站點的影響的目的，同時后移基本訓(xùn)練序列在保護(hù)時隙中的發(fā)射位置，再結(jié)合接收通道接收到的多個連續(xù)的基本訓(xùn)練序列進(jìn)行幅相估計，從而降低外部干擾對智能天線接收通道校準(zhǔn)的影響，提高接收通道幅相估計的準(zhǔn)確性和精度。


圖1為現(xiàn)有的TD-SCDMA無線通信系統(tǒng)子幀時隙結(jié)構(gòu)；
圖2為現(xiàn)有的TDD-LTE無線通信系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)；
圖3為現(xiàn)有的TDD無線通信系統(tǒng)智能天線接收通道校準(zhǔn)物理鏈路結(jié)構(gòu)示意圖4為本發(fā)明第一實施例的增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法流程圖5為本發(fā)明第一實施例中步驟SlOl的具體流程圖6為本發(fā)明第二實施例中步驟S201的具體流程圖7為本發(fā)明第三實施例的增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的裝置結(jié)構(gòu)示意圖8為本發(fā)明的一個應(yīng)用實例中TDD系統(tǒng)智能天線接收通道校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖9為本發(fā)明的一個應(yīng)用實例的智能天線接收通道校準(zhǔn)過程示意圖。
具體實施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明如后。
本發(fā)明第一實施例，一種增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法，由于本發(fā)明所述方法是在現(xiàn)有TDD無線通信系統(tǒng)智能天線(即射頻拉遠(yuǎn)設(shè)備)接收通道校準(zhǔn)物理鏈路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上實施的，該接收通道校準(zhǔn)物理鏈路結(jié)構(gòu)如圖3所示，校準(zhǔn)發(fā)射通道通過天線和耦合網(wǎng)絡(luò)與接收通道相連，控制板提供校準(zhǔn)發(fā)射通道的輸出并接受接收通道的輸入，如圖4所示，所述方法包括以下具體步驟:
步驟S101，控制板確定同一載波下基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率。該基本訓(xùn)練序列包含具有聞自相關(guān)性的序列，或者，包含具有聞自相關(guān)性的序列和循環(huán)移位碼片，聞自相關(guān)性是指自相關(guān)系數(shù)絕對值在0.8-1.0之間。在基本訓(xùn)練序列中增加循環(huán)移位碼片的作用是提高接收通道接收到基本訓(xùn)練序列的準(zhǔn)確度。如圖5所示，步驟SlOl具體包括:
Al，確定保護(hù)時隙的外部干擾信號功率，具體的:
在校準(zhǔn)發(fā)射通道中在同一載波下發(fā)射電平為零且設(shè)置在保護(hù)時隙中的基本訓(xùn)練序列，接收通道同步接收到保護(hù)時隙的外部干擾信號功率；或者，
將校準(zhǔn)發(fā)射通道天線口最大輸出功率門限值減去接收通道校準(zhǔn)信干比得到接收通道能承受的最大外部干擾信號功率，將其作為保護(hù)時隙的外部干擾信號功率。這里，校準(zhǔn)發(fā)射通道天線口最大輸出功率門限值和接收通道校準(zhǔn)信干比均為與射頻拉遠(yuǎn)設(shè)備的設(shè)計有關(guān)的已知量，校準(zhǔn)發(fā)射通道天線口最大輸出功率門限值以及外部干擾信號均是絕對量，單位為dBm ;接收通道校準(zhǔn)信干比是一個相對量，單位為dB。
A2，將外部干擾信號功率加上接收通道校準(zhǔn)信干比得到接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率；
A3，由接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率推算出基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率。因為控制板提供給發(fā)射通道的基本訓(xùn)練序列，經(jīng)過控制板、發(fā)射通道中電纜線、耦合網(wǎng)絡(luò)等附加上一系列的增益后得到接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率，所以用接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率減去上述一系列增益即可得到最初的基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率。
步驟S102，在校準(zhǔn)發(fā)射通道中按照基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置以及所述發(fā)射功率發(fā)射基本訓(xùn)練序列。
該基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置，可以為:所述基本訓(xùn)練序列位于轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙的末尾。
步驟S103，當(dāng)控制板通過各接收通道同步接收到基本訓(xùn)練序列時，進(jìn)行幅度和相位估計。
具體的，當(dāng)每個接收通道連續(xù)接收到η個基本訓(xùn)練序列時，控制板基于發(fā)射的基本訓(xùn)練序列對η個基本訓(xùn)練序列分別進(jìn)行序列相關(guān)性運算后取平均值得到所述接收通道的幅度和相位估計結(jié)果，進(jìn)而得到所有接收通道的幅度和相位估計結(jié)果。其中，2 < η < 16，優(yōu)選的，η = 8。
步驟S104，基于估計的結(jié)果對各接收通道的幅度和相位分別進(jìn)行一致性調(diào)整。
本發(fā)明第二實施例，一種增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法，本實施例與第一實施例大致相同，區(qū)別在于，步驟S201中得到接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率以后，還需要與接收通道校準(zhǔn)時天線口允許的最大輸入功率門限值相比較，選擇其中的較小者作為接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列功率，推算出基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率。本實施例與第一實施例相比，可以在滿足智能天線校準(zhǔn)的情況下，降低基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率，以減少對其他TDD基站的影響。
本實施例中，所述增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法，包括以下具體步驟:
步驟S201，控制板確定同一載波下基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率。該基本訓(xùn)練序列包含具有聞自相關(guān)性的序列，或者，包含具有聞自相關(guān)性的序列和循環(huán)移位碼片，聞自相關(guān)性是指自相關(guān)系數(shù)絕對值在0.8-1.0之間。如圖6所示，步驟S201具體包括:
BI，確定保護(hù)時隙的外部干擾信號功率，具體的:
在校準(zhǔn)發(fā)射通道中在同一載波下發(fā)射電平為零且設(shè)置在保護(hù)時隙中的基本訓(xùn)練序列，接收通道同步接收到保護(hù)時隙的外部干擾信號功率；或者，
將校準(zhǔn)發(fā)射通道天線口最大輸出功率門限值減去接收通道校準(zhǔn)信干比得到接收通道能承受的最大外部干擾信號功率，將其作為保護(hù)時隙的外部干擾信號功率。
Β2，將外部干擾信號功率加上接收通道校準(zhǔn)信干比得到接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率；
Β3，在接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率和接收通道校準(zhǔn)時天線口允許的最大輸入功率門限值中，選擇較小者作為接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列功率；
Β4,由接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列功率推算出基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率。
這里，校準(zhǔn)發(fā)射通道天線口最大輸出功率門限值、接收通道校準(zhǔn)信干比以及接收通道校準(zhǔn)時天線口允許的最大輸入功率門限值均為與射頻拉遠(yuǎn)設(shè)備的設(shè)計有關(guān)的已知量。
步驟S202，在校準(zhǔn)發(fā)射通道中按照基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置以及所述發(fā)射功率發(fā)射基本訓(xùn)練序列。該基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置，可以為:所述基本訓(xùn)練序列位于轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙的末尾。
步驟S203，當(dāng)控制板通過各接收通道同步接收到基本訓(xùn)練序列時，進(jìn)行幅度和相位估計。
具體的，當(dāng)每個接收通道連續(xù)接收到η個基本訓(xùn)練序列時，控制板基于發(fā)射的基本訓(xùn)練序列對η個基本訓(xùn)練序列分別進(jìn)行序列相關(guān)性運算后取平均值得到所述接收通道的幅度和相位估計結(jié)果，進(jìn)而得到所有接收通道的幅度和相位估計結(jié)果。其中，2 < η < 16，優(yōu)選的，η = 8。因為序列相關(guān)性運算主要包括傅里葉變換、傅里葉反變換等過程，是本領(lǐng)域的公知計算方法，故此處不詳述。
步驟S204，基于估計的結(jié)果對各接收通道的幅度和相位分別進(jìn)行一致性調(diào)整。
本發(fā)明第三實施例，一種增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的裝置，本實施例所述裝置與第一實施例中的方法對應(yīng)。校準(zhǔn)發(fā)射通道通過天線和耦合網(wǎng)絡(luò)與接收通道相連，控制板提供校準(zhǔn)發(fā)射通道的輸出并接受接收通道的輸入，如圖7所示，所述裝置具體包括如下組成部分:
I)基本訓(xùn)練序列發(fā)出模塊10，位于控制板中，用于確定同一載波下基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率，在校準(zhǔn)發(fā)射通道中按照基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置以及所述發(fā)射功率發(fā)射基本訓(xùn)練序列。
該基本訓(xùn)練序列包含具有聞自相關(guān)性的序列，或者，包含具有聞自相關(guān)性的序列和循環(huán)移位碼片。
進(jìn)一步的，基本訓(xùn)練序列發(fā)出I旲塊10,具體包括:
干擾信號功率確定子模塊11，用于確定保護(hù)時隙的外部干擾信號功率，具體包括以下兩種方式:
第一種:在校準(zhǔn)發(fā)射通道中在同一載波下發(fā)射電平為零且設(shè)置在保護(hù)時隙中的基本訓(xùn)練序列，接收通道同步接收到保護(hù)時隙的外部干擾信號功率；
第二種:將校準(zhǔn)發(fā)射通道天線口最大輸出功率門限值減去接收通道校準(zhǔn)信干比得到接收通道能承受的最大外部干擾信號功率，將其作為保護(hù)時隙的外部干擾信號功率。第二種確定保護(hù)時隙的外部干擾信號功率的方式的優(yōu)勢在于可以簡化實現(xiàn)。
輸入功率確定子模塊12，用于將外部干擾信號功率加上接收通道校準(zhǔn)信干比得到接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率；
發(fā)射功率確定子模塊13，用于由接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率推算出基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率；
基本訓(xùn)練序列發(fā)出子模塊14，用于在校準(zhǔn)發(fā)射通道中按照基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置以及所述發(fā)射功率發(fā)送基本訓(xùn)練序列。該基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置，可以為:所述基本訓(xùn)練序列位于轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙的末尾。
2)接收通道幅相估計模塊20，位于控制板中，用于通過各接收通道同步接收到基本訓(xùn)練序列，進(jìn)行幅度和相位估計。
具體的，當(dāng)每個接收通道連續(xù)接收到η個基本訓(xùn)練序列時，接收通道幅相估計模塊20基于發(fā)射的基本訓(xùn)練序列對η個基本訓(xùn)練序列分別進(jìn)行序列相關(guān)性運算后取平均值得到所述接收通道的幅度和相位估計結(jié)果，其中，2 < η ( 16。
3)接收通道幅相調(diào)整模塊30，位于控制板中或者接收通道中，基于估計的結(jié)果對各接收通道的幅度和相位分別進(jìn)行一致性調(diào)整。
本發(fā)明第四實施例，一種增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的裝置，實施例與第一實施例大致相同，區(qū)別在于，發(fā)射功率確定子模塊13完成的功能不同，本實施例中，發(fā)射功率確定子模塊13用于:
在接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率和接收通道校準(zhǔn)時天線口允許的最大輸入功率門限值中，選擇較小者作為接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列功率；由接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列功率推算出基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率。
顯然，本實施例是與第二實施例所述方法對應(yīng)的裝置，也可以在滿足智能天線校準(zhǔn)的情況下，降低基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率，以減少對其他TDD基站的影響。
下面在第二、四實施例的基礎(chǔ)上結(jié)合一個具體實例對本發(fā)明技術(shù)方案的實施過程作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本實例中，TDD系統(tǒng)智能天線接收通道校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)如圖8所示，包括射頻拉遠(yuǎn)設(shè)備、室外天線和耦合網(wǎng)絡(luò)，耦合網(wǎng)絡(luò)內(nèi)置在室外天線中。射頻拉遠(yuǎn)設(shè)備中包括控制板、校準(zhǔn)發(fā)射通道和接收通道，校準(zhǔn)發(fā)射通道包括通道發(fā)信機(jī)以及可選的功率放大器和濾波器，即在進(jìn)行智能天線接收通道校準(zhǔn)時，校準(zhǔn)發(fā)射通道也可以不包含功率放大器和濾波器。接收通道包括依次連接的通道收信機(jī)、低噪聲放大器和濾波器。
數(shù)學(xué)符號說明:
Gext arg et:TDD基站接收通道目標(biāo)增益；
Pcplnfer est:保護(hù)時隙室外天線口(空口)外部干擾信號功率；
PKxAnt&lest:接收通道校準(zhǔn)時天線口允許的最大輸入功率門限值，是與射頻拉遠(yuǎn)設(shè)備的設(shè)計有關(guān)的已知量。
PAxAntCal:接 收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列的功率值。
如圖9所示，本實例的智能天線接收通道校準(zhǔn)過程包括以下步驟:
步驟S1:在TDD基站上建立或重配小區(qū)，每個小區(qū)使用多個特定的載頻。
步驟S2:設(shè)置TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)時使用的基本訓(xùn)練序列在GP時隙中的位置。具體的，位于GP時隙的末尾。
GP時隙的干擾一般為同網(wǎng)其它站點小區(qū)的同頻干擾，干擾拖尾到GP時隙比較多，因此，基本訓(xùn)練序列中具有高自相關(guān)性的序列的碼片長度不宜選擇過多，但也不宜過短，記做X，例如=TD-SCDMA系統(tǒng)可采用2"個碼片的基本訓(xùn)練序列即可，η取2到6的整數(shù)，優(yōu)選的，η = 5 ；TDD-LTE系統(tǒng)可采用2"個碼片的基本訓(xùn)練序列即可，η取5到9的整數(shù)，此時，基本訓(xùn)練序列在GP時隙中的起始位置一般調(diào)整為GP時隙中倒數(shù)第X碼片處。
可選的，若基本訓(xùn)練序列還包括I長度的循環(huán)移位碼片形成的序列，則y取3到m的整數(shù)，m等于基本訓(xùn)練序列的碼片數(shù)除以接收通道的個數(shù)得到的結(jié)果，此時基本訓(xùn)練序列在GP時隙中的起始位置一般調(diào)整為GP時隙中倒數(shù)第x+y碼片處。
步驟S3:估計GP時隙外部干擾信號功率。
在發(fā)射通道中，對小區(qū)包含的各頻點載波使用電平為O且位于GP時隙中的基本訓(xùn)練序列進(jìn)行發(fā)射，這樣接收通道收到的數(shù)據(jù)就是GP時隙外部干擾信號，將GP時隙外部干擾信號的功率記做PepInfOT—est。
可選的，為簡化實現(xiàn)，也可假定PepInfer—est的取值，將校準(zhǔn)發(fā)射通道天線口最大輸出功率門限值減去接收通道校準(zhǔn)信干比得到接收通道能承受的最大外部干擾信號功率，將其作為GP時隙外部干擾信號功率
步驟S4:確定小區(qū)各載波下的基本訓(xùn)練序列發(fā)射功率。
根據(jù)TDD系統(tǒng)設(shè)計時確定的智能天線接收通道校準(zhǔn)信干比以及GP時隙外部干擾功率PepInfCT—est，計算出接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率值，記做P1RxAntCal_est°
因接收通道器件的飽和特性，一般TDD系統(tǒng)設(shè)計時已確定接收通道校準(zhǔn)時天線口允許的最大輸入功率門限值，記做P ExAntCalm_max° 取 PfcAntdmt 和 P ExAntCal_max中較小者作為接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列的功率值，記做PKxAntCal。這樣可在滿足天線校準(zhǔn)性能的情況下，降低基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率，以減少對其它站點的影響。
最后，根據(jù)已知的控制板通道增益、通道發(fā)信機(jī)的增益、室外饋電電纜線以及耦合網(wǎng)絡(luò)的增益情況，推算出控制板向通道發(fā)信機(jī)發(fā)出的最初基本訓(xùn)練序列發(fā)射功率。
步驟S5:重復(fù)步驟S3、S4，估計出小區(qū)下所有頻點載波的基本訓(xùn)練序列發(fā)射功率。
步驟S6:進(jìn)行幅相估計，調(diào)節(jié)接收通道幅度和相位。
控制板根據(jù)推算出的基本訓(xùn)練序列發(fā)射功率向通道發(fā)信機(jī)發(fā)出基本訓(xùn)練序列信號。例如，在TD-SCDMA系統(tǒng)中，可以在每個子幀的第一個轉(zhuǎn)換點的GP時隙中插入基本訓(xùn)練序列，那么接收通道同步的持續(xù)接收η個子幀，將發(fā)射的基本訓(xùn)練序列分別與接收到的η個基本訓(xùn)練序列做序列相關(guān)運算后取平均值，得到該接收通道的幅相估計結(jié)果，按照此過程進(jìn)而得到同一載波下所有接收通道的幅相估計結(jié)果，然后將同一載波下各通道的幅度和相位調(diào)節(jié)為一致。
又例如，在TDD-LTE系統(tǒng)中，可以在每幀的第一個轉(zhuǎn)換點的GP時隙中插入基本訓(xùn)練序列，那么接收通道同步的持續(xù)接收η幀，將發(fā)射的基本訓(xùn)練序列分別與接收到的η個基本訓(xùn)練序列做序列相關(guān)運算后取平均值，得到該接收通道的幅相估計結(jié)果，按照此過程進(jìn)而得到同一載波下所有接收通道的幅相估計結(jié)果，然后將同一載波下各通道的幅度和相位調(diào)節(jié)為一致。
還可以，在連續(xù)的η個轉(zhuǎn)換點的GP時隙中插入基本訓(xùn)練序列，那么接收通道同步的持續(xù)接收η個基本訓(xùn)練序列后也可進(jìn)行上述幅相估計和調(diào)整。
步驟S7:定時重復(fù)步驟S2-S6，重新估算GP時隙外部干擾功率，更新基本訓(xùn)練序列發(fā)射功率，繼續(xù)周期性的進(jìn)行天線校準(zhǔn)。
一般來說，當(dāng)整個片區(qū)TDD系統(tǒng)經(jīng)過網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)后，運行比較穩(wěn)定后，智能天線校準(zhǔn)時所受的干擾一般也比較穩(wěn)定，因此這個進(jìn)行天線校準(zhǔn)前的GP時隙外部干擾功率測量的周期不必很短，一天、兩天一次均可。
步驟S8:小區(qū)被刪除后，整個流程結(jié)束。
本發(fā)明所述增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法和裝置，自適應(yīng)調(diào)整智能天線系統(tǒng)發(fā)射通道發(fā)出的基本訓(xùn)練序列功率，使得基本訓(xùn)練序列信號到達(dá)室外天線的天線口時的功率適度，以達(dá)到提高訓(xùn)練序列與外部干擾的信干比，降低天線校準(zhǔn)訓(xùn)練信號對其它站點的影響的目的，同時輔以后移基本訓(xùn)練序列在保護(hù)時隙中的發(fā)射位置，再結(jié)合接收通道接收到的多個連續(xù)的基本訓(xùn)練序列進(jìn)行幅相估計，從而降低外部干擾對智能天線接收通道校準(zhǔn)的影響，提高接收通道幅相估計的準(zhǔn)確性和精度。
通過具體實施方式
的說明，應(yīng)當(dāng)可對本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效得以更加深入且具體的了解，然而所附圖示僅是提供參考與說明之用，并非用來對本發(fā)明加以限制。
權(quán)利要求
1.一種增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法，校準(zhǔn)發(fā)射通道通過天線和耦合網(wǎng)絡(luò)與接收通道相連，控制板提供校準(zhǔn)發(fā)射通道的輸出并接受接收通道的輸入，其特征在于，所述方法包括: 控制板確定同一載波下基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率，在校準(zhǔn)發(fā)射通道中按照基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置以及所述發(fā)射功率發(fā)射基本訓(xùn)練序列； 當(dāng)控制板通過各接收通道同步接收到基本訓(xùn)練序列時，進(jìn)行幅度和相位估計，并基于估計的結(jié)果對各接收通道的幅度和相位分別進(jìn)行一致性調(diào)整。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法，其特征在于，所述控制板確定同一載波下基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率，具體包括: Al，確定保護(hù)時隙的外部干擾信號功率； A2，將外部干擾信號功率加上接收通道校準(zhǔn)信干比得到接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率； A3，由接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率推算出基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法，其特征在于，將步驟A3替換為: 在接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率和接收通道校準(zhǔn)時天線口允許的最大輸入功率門限值中，選擇較小者作為接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列功率； 由接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列功率推算出基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法，其特征在于，所述確定保護(hù)時隙的外部干擾信號功率的方式，具體包括: 在校準(zhǔn)發(fā)射通道中在同一載波下發(fā)射電平為零且設(shè)置在保護(hù)時隙中的基本訓(xùn)練序列，接收通道同步接收到保護(hù)時隙的外部干擾信號功率；或者， 將校準(zhǔn)發(fā)射通道天線口最大輸出功率門限值減去接收通道校準(zhǔn)信干比得到接收通道能承受的最大外部干擾信號功率，將其作為保護(hù)時隙的外部干擾信號功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法，其特征在于，所述當(dāng)控制板通過各接收通道同步接收到基本訓(xùn)練序列時，進(jìn)行幅度和相位估計，具體包括: 當(dāng)每個接收通道連續(xù)接收到η個基本訓(xùn)練序列時，控制板基于發(fā)射的基本訓(xùn)練序列對η個基本訓(xùn)練序列分別進(jìn)行序列相關(guān)性運算后取平均值得到所述接收通道的幅度和相位估計結(jié)果，其中，2 ≤ n ≤16。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、5中的任一項所述的增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法，其特征在于，所述基本訓(xùn)練序列包含具有高自相關(guān)性的序列，或者，包含具有高自相關(guān)性的序列和循環(huán)移位碼片； 所述基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置，具體為: 所述基本訓(xùn)練序列位于轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙的末尾。
7.一種增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的裝置，校準(zhǔn)發(fā)射通道通過天線和耦合網(wǎng)絡(luò)與接收通道相連，控制板提供校準(zhǔn)發(fā)射通道的輸出并接受接收通道的輸入，其特征在于，所述裝置，包括: 基本訓(xùn)練序列發(fā)出模塊，位于控制板中，用于確定同一載波下基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率，在校準(zhǔn)發(fā)射通道中按照基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置以及所述發(fā)射功率發(fā)射基本訓(xùn)練序列； 接收通道幅相估計模塊，位于控制板中，用于通過各接收通道同步接收到基本訓(xùn)練序列，進(jìn)行幅度和相位估計； 接收通道幅相調(diào)整模塊，位于控制板中或者接收通道中，基于估計的結(jié)果對各接收通道的幅度和相位分別進(jìn)行一致性調(diào)整。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的裝置，其特征在于，所述基本訓(xùn)練序列發(fā)出模塊，具體包括: 干擾信號功率確定子模塊，用于確定保護(hù)時隙的外部干擾信號功率； 輸入功率確定子模塊，用于將外部干擾信號功率加上接收通道校準(zhǔn)信干比得到接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率； 發(fā)射功率確定子模塊，用于由接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率推算出基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率； 基本訓(xùn)練序列發(fā)出子模塊，用于在校準(zhǔn)發(fā)射通道中按照基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置以及所述發(fā)射功率發(fā)送基本訓(xùn)練序列。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的裝置，其特征在于，將所述發(fā)射功率確定子模塊的功能替換為用于: 在接收通道校準(zhǔn)時天線口需要輸入的基本訓(xùn)練序列功率和接收通道校準(zhǔn)時天線口允許的最大輸入功率門限值中，選擇較小者作為接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列功率； 由接收通道校準(zhǔn)時天線口最終輸入的基本訓(xùn)練序列功率推算出基本訓(xùn)練序列的發(fā)射功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項所述的增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的裝置，其特征在于，所述基本訓(xùn)練序 列包含具有高自相關(guān)性的序列，或者，包含具有高自相關(guān)性的序列和循環(huán)移位碼片； 所述基本訓(xùn)練序列在轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙中設(shè)定的位置，具體為: 所述基本訓(xùn)練序列位于轉(zhuǎn)換點的保護(hù)時隙的末尾。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種增強(qiáng)TDD系統(tǒng)智能天線校準(zhǔn)性能的方法和裝置，自適應(yīng)調(diào)整智能天線系統(tǒng)發(fā)射通道發(fā)出的基本訓(xùn)練序列功率，使得基本訓(xùn)練序列信號到達(dá)室外天線的天線口時的功率適度，以達(dá)到提高訓(xùn)練序列與外部干擾的信干比，降低天線校準(zhǔn)訓(xùn)練信號對其它站點的影響的目的，同時后移基本訓(xùn)練序列在保護(hù)時隙中的發(fā)射位置，再結(jié)合接收通道接收到的多個連續(xù)的基本訓(xùn)練序列進(jìn)行幅相估計，從而降低外部干擾對智能天線接收通道校準(zhǔn)的影響，提高接收通道幅相估計的準(zhǔn)確性和精度。
文檔編號H04B17/00GK103139884SQ20111038928
公開日2013年6月5日 申請日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者趙大為 申請人:中興通訊股份有限公司