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1、(10)申请公布号 CN 102932039 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102932039 A *CN102932039A* (21)申请号 201210395426.2 (22)申请日 2012.10.17 H04B 7/04(2006.01) H04L 25/02(2006.01) (71)申请人 大唐移动通信设备有限公司 地址 100191 北京市海淀区学院路 29 号 (72)发明人 刘杨 (74)专利代理机构 北京润泽恒知识产权代理有 限公司 11319 代理人 苏培华 (54) 发明名称 一种天线校准方法和系统 (57) 摘要 本发明提供了一种天线校准方法。
2、和系统， 以 解决现有校准方法中得到的校准因子不准确， 无 法准确校准天线的问题。其中， 方法包括 ： 对于天 线阵列中的每个天线， 在一个天线校准周期内执 行 N 次信道估计， 获取各次信道估计得到的反映 天线幅度及相位特性的矢量 Rk； 针对天线 k， 依次 判断第i次信道估计得到的矢量Rki和第j次信道 估计得到的矢量 Rkj组成的矢量对是否满足预设 条件 ； 统计满足所述预设条件的矢量对的个数 ； 依据满足预设条件的矢量对的个数确定天线 k 的 有效矢量 ； 依据有效矢量计算天线 k 的校准因子， 并依据校准因子对天线 k 进行校准。本发明能够 使计算出的校准因子更加准确， 提高天线校。
3、准的 准确性和可靠性。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 13 页 附图 6 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 13 页 附图 6 页 1/3 页 2 1. 一种天线校准方法， 其特征在于， 包括 ： 对于天线阵列中的每个天线， 在一个天线校准周期内执行 N 次信道估计， 获取各次信 道估计得到的反映天线幅度及相位特性的矢量 Rk， 其中， N 为正整数， k 1， 2， .， ANT， ANT 为天线的总个数 ； 针对天线k， 依次判断第i次信道估计得到的矢量Rki和第j次信道估计得到的矢量Rkj 组成的矢量对是否满。
4、足预设条件， i 1， 2， .， N， j 1， 2， .， N ； 统计满足所述预设条件的矢量对的个数 ； 依据满足所述预设条件的矢量对的个数确定所述天线 k 的有效矢量 ； 依据所述有效矢量计算天线 k 的校准因子， 并依据所述校准因子对天线 k 进行校准。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述依次判断第i次信道估计得到的矢量 Rki和第 j 次信道估计得到的矢量 Rkj组成的矢量对是否满足预设条件的步骤包括 ： 计算矢量 Rki与矢量 Rkj的差值 Rki-Rkj； 判断所述 Rki-Rkj的幅度 |Rki-Rkj| 是否小于或等于 Rki的幅度 |Rki| 与预设的门限。
5、 值 Tthreshold的乘积 ； 若是， 则确定矢量 Rki和矢量 Rkj组成的矢量对满足所述预设条件， 所述矢量 Rki和矢量 Rkj一致。 3. 根据权利要求 2 所述的方法， 其特征在于， 所述依据满足所述预设条件的矢量对的 个数确定所述天线 k 的有效矢量的步骤包括 ： 针对天线 k 的第 i 次信道估计得到的矢量 Rki， 依次获取矢量 Rkj中与矢量 Rki一致的矢 量， 比较所述与矢量 Rki一致的矢量的个数与 N/2 的大小 ； 当所述与矢量Rki一致的矢量的个数大于或等于N/2时， 确定所述矢量Rki为有效矢量 ； 当所述与矢量 Rki一致的矢量的个数均小于 N/2 时，。
6、 确定所述天线 k 没有有效矢量。 4. 根据权利要求 3 所述的方法， 其特征在于， 当天线 k 存在有效矢量时， 所述天线 k 为有效天线 ； 当天线 k 不存在有效矢量时， 所述天线 k 为无效天线 ； 当天线阵列中存在无效天线时， 所述方法还包括 ： 以其中任意一个有效天线m为基准天线， 获取所述基准天线m的矢量Rm的幅度和相位， m 1， 2， .， ANT ； 依据所述矢量 Rm的幅度和相位依次获取天线阵列中天线 n 的矢量 Rn对应的新矢量 Rn， n 1， 2， .， ANT ； 针对天线 n， 依据所述新矢量 Rn判断天线 n 是否存在有效矢量 ； 若是， 则计算校准因子， 。
7、并依据所述校准因子对天线 n 进行校准 ； 若否， 则获取上一个天线校准周期内依据天线 n 的校准因子对天线 n 进行校准得到的 校准结果， 将所述校准结果作为本天线校准周期内天线 n 的校准结果。 5. 根据权利要求 4 所述的方法， 其特征在于， 所述依据所述矢量 Rm的幅度和相位依次 获取天线阵列中天线 n 的矢量 Rn对应的新矢量 Rn的步骤包括 ： 保持矢量 Rn的幅度不变， 将矢量 Rn顺时针旋转所述矢量 Rm的相位， 得到对应的新矢量 Rn。 6. 一种天线校准系统， 其特征在于， 包括 ： 权 利 要 求 书 CN 102932039 A 2 2/3 页 3 矢量获取模块， 用。
8、于对于天线阵列中的每个天线， 在一个天线校准周期内执行 N 次信 道估计， 获取各次信道估计得到的反映天线幅度及相位特性的矢量 Rk， 其中， N 为正整数， k 1， 2， .， ANT， ANT 为天线的总个数 ； 第一矢量对判断模块， 用于针对天线k， 依次判断第i次信道估计得到的矢量Rki和第j 次信道估计得到的矢量Rkj组成的矢量对是否满足预设条件， i1， 2， .， N， j1， 2， .， N ； 统计模块， 用于统计满足所述预设条件的矢量对的个数 ； 有效矢量确定模块， 用于依据满足所述预设条件的矢量对的个数确定所述天线 k 的有 效矢量 ； 第一校准模块， 用于依据所述有效。
9、矢量计算天线 k 的校准因子， 并依据所述校准因子 对天线 k 进行校准。 7. 根据权利要求 6 所述的系统， 其特征在于， 所述第一矢量对判断模块包括 ： 差值计算单元， 用于计算矢量 Rki与矢量 Rkj的差值 Rki-Rkj； 判断单元， 用于判断所述 Rki-Rkj的幅度 |Rki-Rkj| 是否小于或等于 Rki的幅度 |Rki| 与预设的门限值 Tthreshold的乘积 ； 确定单元， 用于当判断单元的判断结果为是时， 确定矢量Rki和矢量Rkj组成的矢量对满 足所述预设条件， 所述矢量 Rki和矢量 Rkj一致。 8. 根据权利要求 6 所述的系统， 其特征在于， 所述有效矢。
10、量确定模块包括 ： 比较单元， 用于针对天线 k 的第 i 次信道估计得到的矢量 Rki， 依次获取矢量 Rkj中与矢 量 Rki一致的矢量， 比较所述与矢量 Rki一致的矢量的个数与 N/2 的大小 ； 第一有效矢量确定单元， 用于当比较单元的比较结果为所述与矢量 Rki一致的矢量的 个数大于或等于 N/2 时， 确定所述矢量 Rki为有效矢量 ； 第二有效矢量确定单元， 用于当比较单元的比较结果为所述与矢量 Rki一致的矢量的 个数均小于 N/2 时， 确定所述天线 k 没有有效矢量。 9. 根据权利要求 8 所述的系统， 其特征在于， 当天线 k 存在有效矢量时， 所述天线 k 为有效天。
11、线 ； 当天线 k 不存在有效矢量时， 所述天线 k 为无效天线 ； 所述系统还包括 ： 基准天线矢量获取模块， 用于当天线阵列中存在无效天线时， 以其中任意一个有效天 线 m 为基准天线， 获取所述基准天线 m 的矢量 Rm的幅度和相位， m 1， 2， .， ANT ； 新矢量获取模块， 用于依据所述矢量 Rm的幅度和相位依次获取天线阵列中天线 n 的矢 量 Rn对应的新矢量 Rn， n 1， 2， .， ANT ； 第二矢量对判断模块， 用于针对天线 n， 依据所述新矢量 Rn判断天线 n 是否存在有效 矢量 ； 第二校准模块， 用于当第二矢量对判断模块的判断结果为是时， 计算校准因子，。
12、 并依据 所述校准因子对天线 n 进行校准 ； 校准结果确定模块， 用于当第二矢量对判断模块的判断结果为否时， 获取上一个天线 校准周期内依据天线 n 的校准因子对天线 n 进行校准得到的校准结果， 将所述校准结果作 为本天线校准周期内天线 n 的校准结果。 权 利 要 求 书 CN 102932039 A 3 3/3 页 4 10. 根据权利要求 9 所述的系统， 其特征在于， 所述新矢量获取模块包括 ： 旋转单元， 用于保持矢量 Rn的幅度不变， 将矢量 Rn顺时针旋转所述矢量 Rm的相位， 得 到对应的新矢量 Rn。 权 利 要 求 书 CN 102932039 A 4 1/13 页 5。
13、 一种天线校准方法和系统 技术领域 0001 本发明涉及通信技术领域， 特别是涉及一种天线校准方法和系统。 背景技术 0002 智能天线是时分 (Time Division， TD) 系统的关键技术之一， 依赖于智能天线实现 波束赋形可以有效降低用户间的干扰， 波束赋形的主要过程为 ： 上行接收通过各天线的相 位关系来判断终端来波方向， 下行再根据来波方向进行赋形。 0003 由于自身硬件原因以及温度等外界因素， 智能天线系统各通道之间的相位及幅度 是有偏差的。 因此， 为了有效地实现智能天线的功能， 就需要周期性地对天线阵列进行天线 校准， 补偿各工作通道之间的相位和幅度偏差。 0004 目。
14、前的天线校准方法主要包括以下两种 ： 0005 (1) 在一个校准周期内进行一次信道估计， 由一次信道估计得到的通道的相位、 幅 度偏差计算校准因子， 然后利用校准因子对天线进行校准。 0006 但是， 这种方法只进行一次信道估计， 其得到的通道相位、 幅度偏差很容易受外界 因素的影响， 从而造成计算出的校准因子不准确， 不能准确地校准天线。 0007 (2) 在一个校准周期内进行多次信道估计， 将多次信道估计结果的平均值作为通 道的相位、 幅度偏差， 再利用通道的相位、 幅度偏差计算校准因子， 然后利用校准因子对天 线进行校准。 0008 这种方法通过多次信道估计， 对于通道状态及外界因素稳。
15、定的天线阵列来说， 相 对于上述只进行一次信道估计的天线校准方法能够得到准确的校准因子， 从现网中天线阵 列的运行、 使用情况看， 这种方法对于大部分天线阵列是有效的。 0009 但是， 如果天线阵列通道状态不稳定或者存在干扰， 相位、 幅度偏差会有大幅的变 化， 此时直接计算多次信道估计结果的平均值不仅不能得到准确的相位、 幅度偏差， 反而使 得相位、 幅度偏差出现不可预知的结果， 这样计算得到的校准因子是完全错误、 不可预知 的， 甚至会在天线校准过程中直接将天线判断为不可用， 影响天线的正常使用。 发明内容 0010 本发明所要解决的技术问题是提供一种天线校准方法和系统， 以解决现有校准。
16、方 法中得到的校准因子不准确， 无法准确校准天线的问题。 0011 为了解决上述问题， 本发明公开了一种天线校准方法， 包括 ： 0012 对于天线阵列中的每个天线， 在一个天线校准周期内执行 N 次信道估计， 获取各 次信道估计得到的反映天线幅度及相位特性的矢量 Rk， 其中， N 为正整数， k 1， 2， .， ANT， ANT 为天线的总个数 ； 0013 针对天线 k， 依次判断第 i 次信道估计得到的矢量 Rki和第 j 次信道估计得到的矢 量 Rkj组成的矢量对是否满足预设条件， i 1， 2， .， N， j 1， 2， .， N ； 0014 统计满足所述预设条件的矢量对的个。
17、数 ； 说 明 书 CN 102932039 A 5 2/13 页 6 0015 依据满足所述预设条件的矢量对的个数确定所述天线 k 的有效矢量 ； 0016 依据所述有效矢量计算天线 k 的校准因子， 并依据所述校准因子对天线 k 进行校 准。 0017 优选的， 所述依次判断第i次信道估计得到的矢量Rki和第j次信道估计得到的矢 量 Rkj组成的矢量对是否满足预设条件的步骤包括 ： 0018 计算矢量 Rki与矢量 Rkj的差值 Rki-Rkj； 0019 判断所述 Rki-Rkj的幅度 |Rki-Rkj| 是否小于或等于 Rki的幅度 |Rki| 与预设的 门限值 Tthreshold的。
18、乘积 ； 0020 若是， 则确定矢量 Rki和矢量 Rkj组成的矢量对满足所述预设条件， 所述矢量 Rki和 矢量 Rkj一致。 0021 优选的， 所述依据满足所述预设条件的矢量对的个数确定所述天线 k 的有效矢量 的步骤包括 ： 0022 针对天线 k 的第 i 次信道估计得到的矢量 Rki， 依次获取矢量 Rkj中与矢量 Rki一致 的矢量， 比较所述与矢量 Rki一致的矢量的个数与 N/2 的大小 ； 0023 当所述与矢量 Rki一致的矢量的个数大于或等于 N/2 时， 确定所述矢量 Rki为有效 矢量 ； 0024 当所述与矢量 Rki一致的矢量的个数均小于 N/2 时， 确定所。
19、述天线 k 没有有效矢 量。 0025 优选的， 当天线 k 存在有效矢量时， 所述天线 k 为有效天线 ； 当天线 k 不存在有效 矢量时， 所述天线 k 为无效天线 ； 0026 当天线阵列中存在无效天线时， 所述方法还包括 ： 0027 以其中任意一个有效天线 m 为基准天线， 获取所述基准天线 m 的矢量 Rm的幅度和 相位， m 1， 2， .， ANT ； 0028 依据所述矢量 Rm的幅度和相位依次获取天线阵列中天线 n 的矢量 Rn对应的新矢 量 Rn， n 1， 2， .， ANT ； 0029 针对天线 n， 依据所述新矢量 Rn判断天线 n 是否存在有效矢量 ； 0030。
20、 若是， 则计算校准因子， 并依据所述校准因子对天线 n 进行校准 ； 0031 若否， 则获取上一个天线校准周期内依据天线 n 的校准因子对天线 n 进行校准得 到的校准结果， 将所述校准结果作为本天线校准周期内天线 n 的校准结果。 0032 优选的， 所述依据所述矢量 Rm的幅度和相位依次获取天线阵列中天线 n 的矢量 Rn 对应的新矢量 Rn的步骤包括 ： 0033 保持矢量 Rn的幅度不变， 将矢量 Rn顺时针旋转所述矢量 Rm的相位， 得到对应的新 矢量 Rn。 0034 另一方面， 本发明还公开了一种天线校准系统， 包括 ： 0035 矢量获取模块， 用于对于天线阵列中的每个天线。
21、， 在一个天线校准周期内执行 N 次信道估计， 获取各次信道估计得到的反映天线幅度及相位特性的矢量 Rk， 其中， N 为正整 数， k 1， 2， .， ANT， ANT 为天线的总个数 ； 0036 第一矢量对判断模块， 用于针对天线k， 依次判断第i次信道估计得到的矢量Rki和 第 j 次信道估计得到的矢量 Rkj组成的矢量对是否满足预设条件， i 1， 2， .， N， j 1， 说 明 书 CN 102932039 A 6 3/13 页 7 2， .， N ； 0037 统计模块， 用于统计满足所述预设条件的矢量对的个数 ； 0038 有效矢量确定模块， 用于依据满足所述预设条件的矢。
22、量对的个数确定所述天线 k 的有效矢量 ； 0039 第一校准模块， 用于依据所述有效矢量计算天线 k 的校准因子， 并依据所述校准 因子对天线 k 进行校准。 0040 优选的， 所述第一矢量对判断模块包括 ： 0041 差值计算单元， 用于计算矢量 Rki与矢量 Rkj的差值 Rki-Rkj； 0042 判断单元， 用于判断所述 Rki-Rkj的幅度 |Rki-Rkj| 是否小于或等于 Rki的幅度 |Rki| 与预设的门限值 Tthreshold的乘积 ； 0043 确定单元， 用于当判断单元的判断结果为是时， 确定矢量Rki和矢量Rkj组成的矢量 对满足所述预设条件， 所述矢量 Rki。
23、和矢量 Rkj一致。 0044 优选的， 所述有效矢量确定模块包括 ： 0045 比较单元， 用于针对天线 k 的第 i 次信道估计得到的矢量 Rki， 依次获取矢量 Rkj中 与矢量 Rki一致的矢量， 比较所述与矢量 Rki一致的矢量的个数与 N/2 的大小 ； 0046 第一有效矢量确定单元， 用于当比较单元的比较结果为所述与矢量 Rki一致的矢 量的个数大于或等于 N/2 时， 确定所述矢量 Rki为有效矢量 ； 0047 第二有效矢量确定单元， 用于当比较单元的比较结果为所述与矢量 Rki一致的矢 量的个数均小于 N/2 时， 确定所述天线 k 没有有效矢量。 0048 优选的， 当。
24、天线 k 存在有效矢量时， 所述天线 k 为有效天线 ； 当天线 k 不存在有效 矢量时， 所述天线 k 为无效天线 ； 0049 所述系统还包括 ： 0050 基准天线矢量获取模块， 用于当天线阵列中存在无效天线时， 以其中任意一个有 效天线 m 为基准天线， 获取所述基准天线 m 的矢量 Rm的幅度和相位， m 1， 2， .， ANT ； 0051 新矢量获取模块， 用于依据所述矢量 Rm的幅度和相位依次获取天线阵列中天线 n 的矢量 Rn对应的新矢量 Rn， n 1， 2， .， ANT ； 0052 第二矢量对判断模块， 用于针对天线 n， 依据所述新矢量 Rn判断天线 n 是否存在。
25、 有效矢量 ； 0053 第二校准模块， 用于当第二矢量对判断模块的判断结果为是时， 计算校准因子， 并 依据所述校准因子对天线 n 进行校准 ； 0054 校准结果确定模块， 用于当第二矢量对判断模块的判断结果为否时， 获取上一个 天线校准周期内依据天线 n 的校准因子对天线 n 进行校准得到的校准结果， 将所述校准结 果作为本天线校准周期内天线 n 的校准结果。 0055 优选的， 所述新矢量获取模块包括 ： 0056 旋转单元， 用于保持矢量Rn的幅度不变， 将矢量Rn顺时针旋转所述矢量Rm的相位， 得到对应的新矢量 Rn。 0057 与现有技术相比， 本发明包括以下优点 ： 0058 。
26、首先， 本发明对于天线阵列中的每个天线， 在一个天线校准周期内执行 N 次信道 估计， 获取各次信道估计得到的反映天线幅度及相位特性的矢量 Rk， 然后针对天线 k， 依次 说 明 书 CN 102932039 A 7 4/13 页 8 判断第i次信道估计得到的矢量Rki和第j次信道估计得到的矢量Rkj组成的矢量对是否满 足预设条件， 并统计满足所述预设条件的矢量对的个数， 最后依据满足所述预设条件的矢 量对的个数确定所述天线k的有效矢量， 再依据所述有效矢量计算天线k的校准因子， 并依 据所述校准因子对天线 k 进行校准。通过对天线 k 的多次信道估计的结果进行筛选， 确定 出其中的有效矢量。
27、， 然后再依据所述有效矢量进行校准因子的计算， 使得计算出的校准因 子更加准确， 从而提高天线校准的准确性和可靠性。 0059 其次， 本发明通过利用矢量差 Rki-Rkj进行计算， 可以同时判断出该矢量差的幅度 和相位是否满足条件， 而不需要将幅度和相位分开判断， 然后再进行逻辑运算， 因此， 本发 明运算量小， 能够简化计算过程， 提高天线校准的效率。 附图说明 0060 图 1 是本发明实施例一所述的一种天线校准方法的流程图 ； 0061 图 2 是本发明实施例二所述的一种天线校准方法的流程图 ； 0062 图 3 是本发明实施例所述的矢量 R1 和矢量 R2 的矢量差的示意图 ； 00。
28、63 图 4 是本发明实施例所述的矢量差 R1-R2 落在圆内的示意图 ； 0064 图 5 是本发明实施例所述的矢量差 R1-R2 落在圆外的示意图 ； 0065 图 6 是本发明实施例三所述的一种天线校准系统的结构框图 ； 0066 图 7 是本发明实施例三所述的第一矢量对判断模块的结构框图。 具体实施方式 0067 为使本发明的上述目的、 特征和优点能够更加明显易懂， 下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。 0068 本发明通过在一个校准周期内进行多次信道估计， 然后从多次信道估计的结果中 筛选出有效矢量， 再依据有效矢量计算校准因子， 从而使得计算出的校准因子更加准确。
29、， 提 高天线校准的准确性和可靠性。 0069 参照图 1， 示出了本发明实施例一所述的一种天线校准方法的流程图， 在天线校准 过程中， 最重要的是计算校准因子的过程， 校准因子的准确性决定了天线校准的准确性。 0070 在现有技术中， 为了避免只进行一次信道估计时计算出的校准因子不准确的问 题， 通常采用多次信道估计， 然后取多次信道估计结果的平均值的方法计算校准因子。但 是， 这种多次信道估计的方法对于天线阵列通道状态不稳定或者存在干扰的情况， 不仅不 能计算出准确的校准因子， 还有可能使得到的校准因子是完全错误的、 不可预知的。 0071 因此， 本发明针对上述多次信道估计方法的缺陷， 。
30、提出了对多次信道估计结果进 行筛选， 选出其中的有效矢量， 然后再依据所述有效矢量计算校准因子， 从而使得计算出的 校准因子更加准确。 0072 如图 1 所示， 所述方法包括 ： 0073 步骤 S101， 对于天线阵列中的每个天线， 在一个天线校准周期内执行 N 次信道估 计， 获取各次信道估计得到的反映天线幅度及相位特性的矢量 Rk。 0074 其中， N 为正整数， k 1， 2， .， ANT， ANT 为天线的总个数。 0075 首先， 对于天线阵列中的每个天线， 在一个天线校准周期内执行多次信道估计， 然 说 明 书 CN 102932039 A 8 5/13 页 9 后再依据多。
31、次信道估计的结果计算校准因子。 0076 每次信道估计之后， 都能得到一个反映天线幅度和相位特性的矢量， 本发明实施 例利用信道估计得到的矢量进行校准因子的计算， 对于具体的计算过程， 将在下面的实施 例中详细介绍。 0077 步骤 S102， 针对天线 k， 依次判断第 i 次信道估计得到的矢量 Rki和第 j 次信道估 计得到的矢量 Rkj组成的矢量对是否满足预设条件。 0078 其中， i 1， 2， .， N， j 1， 2， .， N。 0079 步骤 S103， 统计满足所述预设条件的矢量对的个数。 0080 步骤 S104， 依据满足所述预设条件的矢量对的个数确定所述天线 k 的。
32、有效矢量。 0081 上述步骤S102-步骤S104就是从多次信道估计的结果中筛选有效矢量的过程， 对 于具体的筛选过程， 将在下面的实施例中详细介绍， 本实施例在此不再详细介绍。 0082 步骤 S105， 依据所述有效矢量计算天线 k 的校准因子， 并依据所述校准因子对天 线 k 进行校准。 0083 在筛选出有效矢量之后， 即可以依据该有效矢量计算出天线的校准因子， 然后依 据校准因子对天线进行校准。 0084 本发明实施例对于天线阵列中的每个天线， 在一个天线校准周期内执行 N 次信道 估计， 获取各次信道估计得到的反映天线幅度及相位特性的矢量 Rk， 然后针对天线 k， 依次 判断第。
33、i次信道估计得到的矢量Rki和第j次信道估计得到的矢量Rkj组成的矢量对是否满 足预设条件， 并统计满足所述预设条件的矢量对的个数， 最后依据满足所述预设条件的矢 量对的个数确定所述天线k的有效矢量， 再依据所述有效矢量计算天线k的校准因子， 并依 据所述校准因子对天线 k 进行校准。通过对天线 k 的多次信道估计的结果进行筛选， 确定 出其中的有效矢量， 然后再依据所述有效矢量进行校准因子的计算， 使得计算出的校准因 子更加准确， 从而提高天线校准的准确性和可靠性。 0085 下面， 对本发明提出的天线校准方法进行详细介绍。 0086 参照图 2， 示出了本发明实施例二所述的一种天线校准方法。
34、的流程图， 所述方法包 括 ： 0087 步骤 S201， 对于天线阵列中的每个天线， 在一个天线校准周期内执行 N 次信道估 计， 获取各次信道估计得到的反映天线幅度及相位特性的矢量 Rk。 0088 其中， N 为正整数， k 1， 2， .， ANT， ANT 为天线的总个数。 0089 对于一个天线， 每次信道估计之后， 都能得到一个矢量， 该矢量反映出该天线的幅 度和相位的偏差值， 然后由这些偏差值计算出补偿该天线的幅度和相位偏差的校准因子， 依据该校准因子对天线进行校准。 0090 本发明实施例就是要从这些信道估计得到的矢量中筛选出满足条件的信道估计 结果， 再利用这些满足条件的信。
35、道估计结果计算校准因子， 从而使得到的校准因子更加准 确。 0091 对于幅度和相位的筛选过程， 可以对各个信道估计结果进行比较， 然后从其中选 出幅度和相位比较稳定的结果。 0092 一种筛选方法是分别对幅度和相位进行判断， 然后再进行综合分析， 但是该方法 的运算量大、 逻辑复杂。 说 明 书 CN 102932039 A 9 6/13 页 10 0093 优选的， 本发明实施例引入矢量的定义， 对于天线 k， 利用对其进行信道估计得到 的反映出天线幅度和相位特性的矢量 Rk进行筛选处理。 0094 步骤 S202， 针对天线 k， 依次判断第 i 次信道估计得到的矢量 Rki和第 j 次。
36、信道估 计得到的矢量 Rkj组成的矢量对是否满足预设条件。 0095 其中， i 1， 2， .， N， j 1， 2， .， N。 0096 对于在一个天线校准周期内， 多次信道估计得到的幅度和相位应该呈现稳定状 态， 因此， 本发明实施例通过判断两次信道估计结果之间的幅度和相位的差值来判断这两 次信道估计的结果是否一致 ( 差值在一定范围内则说明两次信道估计的结果一致， 一致也 即满足预设的调节条件 )。 0097 在本实施例中， 由于每次信道估计得到的幅度和相位都用矢量表示， 因此通过计 算两次信道估计得到矢量的矢量差即可反映出两次信道估计结果之间的幅度和相位的偏 差。 0098 首先，。
37、 对矢量差进行分析， 以矢量 R1 和矢量 R2 为例， 如图 3 所示， 是矢量 R1 和矢 量R2的矢量差的示意图， 图中， 矢量R1-R2即为矢量R1和矢量R2所述矢量差， 其方向由R2 指向 R1。 0099 如果要判断矢量 R1 和矢量 R2 的幅度和相位的差值是否在一定范围内， 可以设 定以 R1 的末端为圆心画一个圆， 如果矢量差 R1-R2 落在圆内则说明两个矢量的幅度和相 位相近， 差值在一定范围内， 否则说明幅度和相位相差较大。并且， 可以设定该圆的半径为 |R1|Tthreshold， 其中 Tthreshold为预设的门限值， 对于其具体的数值， 本发明实施例并不加 以。
38、限制。 0100 经过分析可以得知， 当 R1 与 R2 在同一条直线上时， 其幅度差异最大， 幅度差的最 大值为圆的半径为 |R1|Tthreshold； 当矢量差 R1-R2 与 R1 垂直时， R1 与 R2 的相位差异最 大， 相位差的最大值为 arctg(Tthreshold)。 0101 因此， 要保证矢量差 R1-R2 落在圆内， 则要求该矢量差的幅度不能大于 |R1|Tthreshold， 并且该矢量差的相位不能大于 arcrg(Tthreshold)， 0102 即矢量差 R1-R2 满足以下两个公式 ： 0103 |R1-R2| |R1|*Tthreshold 公式 1 0。
39、104 arg(R1-R2) arctg(Tthreshold) 公式 2 0105 将 |R1|Tthreshold转换为 db 值为 20*log(1-Tthreshold)， 例如， Tthreshold 1/16 时， 经过计算幅度差的最大值为 0.56db， 相位差的最大值为 3.58， 对于具体的计算过程， 本 实施例不再详细介绍。 0106 虽然为了保证矢量差 R1-R2 落在圆内， 矢量差 R1-R2 需要满足上述公式 1 和公式 2， 但是， 在实际应用时， 只需判断矢量差R1-R2是否满足公式1即可， 因为如果矢量差R1-R2 满足了公式 1， 那么其也一定满足公式 2。因。
40、此， 依据矢量差的定义只需进行一次判断即可 同时判断出幅度和相位， 从而能够简化运算过程。 0107 如图 4 和图 5 所示， 分别为矢量差 R1-R2 在圆内和矢量差 R1-R2 在圆外的示意图。 图 4 中的矢量差 R1-R2 即满足上述的公式 1 和公式 2， 图 5 中的矢量差 R1-R2 不满足上述的 公式 1 和公式 2。 0108 因此， 在本步骤中， 对于多次信道估计得到的矢量 Rk， 依次判断第 i 次信道估计得 说 明 书 CN 102932039 A 10 7/13 页 11 到的矢量Rki和第j次信道估计得到的矢量组成的矢量对是否满足预设条件， 即判断矢量差 Rki-。
41、Rkj的幅度和相位是否在一定范围内。如果在该范围内， 则说明两次信道估计的结果是 一致的， 即 Rki和 Rkj组成的矢量对满足预设条件。 0109 仍然设定门限值为 Tthreshold， 假设各个天线多次信道估计得到的矢量分别为 ： R11， R12， .， R1N， .， RANT1， RANT2， .， RANTN， 本实施例中以天线 k 为例进行介绍。 0110 该步骤 S202 具体可以包括 ： 0111 子步骤 a1， 计算矢量 Rki与矢量 Rkj的差值 Rki-Rkj； 0112 子步骤 a2， 判断所述 Rki-Rkj的幅度 |Rki-Rkj| 是否小于或等于 Rki的幅度。
42、 |Rki| 与预设的门限值 Tthreshold的乘积 ； 0113 子步骤 a3， 若子步骤 a2 的判断结果为是， 则确定矢量 Rki和矢量 Rkj组成的矢量对 满足所述预设条件。 0114 也就是说， 如果Rki-Rkj满足以下公式3(根据步骤S202中的描述， 如果满足了公式 3， 也就能满足公式4， 因此不需要再判断公式4)， 则说明矢量Rki和矢量Rkj组成的矢量对满 足所述预设条件， 即第 i 次信道估计与第 j 次信道估计的结果一致 ( 矢量 Rki和矢量 Rkj一 致 )。 0115 公式 3 0116 公式 4 0117 通过对各次信道估计结果两两判断之后， 可以把判断结。
43、果记录在如下的表一中 ： 0118 0119 0120 表一 0121 其中，“是否一致” 即表示矢量 Rki和矢量 Rkj组成的矢量对满足所述预设条件。 0122 本实施例通过利用矢量差 Rki-Rkj进行计算， 可以同时判断出该矢量差的幅度和相 位是否满足条件， 而不需要将幅度和相位分开判断， 然后再进行逻辑运算， 因此， 本发明运 算量小， 能够简化计算过程， 提高天线校准的效率。 0123 步骤 S203， 统计满足所述预设条件的矢量对的个数。 0124 在步骤 S202 中对各次信道估计结果两两判断之后， 要统计满足预设条件的矢量 对的个数， 即结果一致的次数， 然后依据结果一致的次。
44、数确定天线 k 的有效矢量。 0125 步骤 S204， 依据满足所述预设条件的矢量对的个数确定所述天线 k 的有效矢量。 说 明 书 CN 102932039 A 11 8/13 页 12 0126 由于在一个天线校准周期内， 多次信道估计得到的幅度和相位应该呈现稳定状 态， 本发明实施例通过判断两次信道估计结果之间的幅度和相位的差值来判断这两次信道 估计的结果是否一致， 如果结果一致的次数大于或等于不一致的次数 ( 即结果一致的次数 大于或等于 N/2)， 则认为信道估计的结果为有效结果。 0127 因此， 该步骤 S204 具体可以包括 ： 0128 子步骤b1， 针对天线k的第i次信道。
45、估计得到的矢量Rki， 依次获取矢量Rkj中与矢 量 Rki一致的矢量， 比较所述与矢量 Rki一致的矢量的个数与 N/2 的大小 ； 0129 子步骤 b2， 当所述与矢量 Rki一致的矢量的个数大于或等于 N/2 时， 确定所述矢量 Rki为有效矢量 ； 0130 子步骤 b3， 当所述与矢量 Rki一致的矢量的个数均小于 N/2 时， 确定所述天线 k 没 有有效矢量。 0131 例如， 当 N 5 时， 对这 5 次信道估计的结果进行判断后得到以下表二， 从表二中 可以看出， 针对第一次信道估计得到的矢量 Rk1， 这 5 次信道估计结果得到的矢量 Rk1、 Rk2、 Rk3、 Rk4。
46、和 Rk5中与 Rk1一致的矢量有 3 个， 分别为 Rk1、 Rk2 和 Rk3， 因此与 Rk1一致的矢量的个 数大于 N/2， 则矢量 Rk1为有效矢量。对于矢量 Rk2、 Rk3、 Rk4和 Rk5的判断过程与上述矢量 Rk1 相似， 本实施例在此不再详细论述， 最后判断出 Rk1、 Rk2和 Rk3为有效矢量， Rk4和 Rk5为无效 矢量。 0132 说 明 书 CN 102932039 A 12 9/13 页 13 0133 表二 0134 但是， 需要说明的是， 在天线正常的情况下， 只能判断出其中一组矢量为有效矢 量， 如果判断出至少两组矢量为有效矢量， 则说明该天线 k 出。
47、现故障， 需要进行维修。 0135 例如， 当 N 6 时， 对这 6 次信道估计的结果进行判断后得到以下表三， 从表三可 以看出， Rk1、 Rk2、 Rk3、 Rk4、 Rk5和 Rk6均为有效矢量， 但是其中 Rk1、 Rk2和 Rk3一致， 为一组有效矢 量， Rk4、 Rk5和 Rk6一致， 为一组有效矢量， 这种情况下即包括两组有效矢量， 说明该天线 k 出 现了故障。 0136 Rk1 Rk2 Rk3 Rk4 Rk5 Rk6 Rk1 一致 一致 一致 不一致 不一致 不一致 Rk2 一致 一致 一致 不一致 不一致 不一致 Rk3 一致 一致 一致 不一致 不一致 不一致 Rk4。
48、 不一致 不一致 不一致 一致 一致 一致 Rk5 不一致 不一致 不一致 一致 一致 一致 Rk6 不一致 不一致 不一致 一致 一致 一致 0137 表三 0138 步骤 S205， 依据所述有效矢量计算天线 k 的校准因子， 并依据所述校准因子对天 线 k 进行校准。在确定出天线 k 的有效矢量之后， 即可依据有效矢量计算天线 k 的校准因 子， 然后依据所述校准因子对天线 k 进行校准。具体的， 首先对步骤 S204 中得到的有效矢 量中的所有矢量求平均值， 得到平均矢量然后依据所述平均矢量通过以下公式计算 天线 k 的校准因子 factor(k) ： 0139 i 1， 2， ANT 0140 另外， 当天线 k 存在有效矢量时， 所述天线 k 为有效天线 ； 当天线 k 不存在有效矢 量时， 所述天线 k 为无效天线。 0141 在本校准周期内， 对所有天线经过一次计算之后， 可能会出现无效天线， 如果存在 无效天线， 还要进一步对天线阵列中的天线进行调整， 然后再进行判断计算。 0142 根据天线的特性可以得知， 即使各天线的绝对相位、 幅度因为自身或外界原因出 现跳变， 。