天線陣列校準(zhǔn)的通信單元和方法
【專利摘要】說明一種用于通過多個(gè)耦合器和多個(gè)天線元件饋源校準(zhǔn)耦合到多個(gè)發(fā)射器的天線陣列的方法，該方法包括，在通信單元：選擇并耦合至少一個(gè)耦合器到所述通信單元的反饋路徑中的校準(zhǔn)接收器；由至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整至少一個(gè)第一信號；施加經(jīng)調(diào)整的至少一個(gè)第一信號到多個(gè)發(fā)射器中的第一發(fā)射器，和經(jīng)由所選擇的至少一個(gè)耦合器路由經(jīng)調(diào)整的至少一個(gè)第一信號到校準(zhǔn)接收器；通過以基本上等于所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重選擇和調(diào)整所述至少一個(gè)第一信號而生成基準(zhǔn)信號；比較使用所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號與由至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號基準(zhǔn)信號，以確定至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果；存儲與所述第一發(fā)射器相關(guān)聯(lián)的比較的至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果；對于隨后的發(fā)射器，重復(fù)選擇和耦合進(jìn)一步的耦合器、調(diào)整，施加至少一個(gè)另外的信號到多個(gè)發(fā)射器的進(jìn)一步的發(fā)射器，產(chǎn)生進(jìn)一步的參考信號，比較和存儲至少一個(gè)另外的參數(shù)結(jié)果，直到多個(gè)耦合器已被選中；以及從多個(gè)參數(shù)結(jié)果確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)，用于施加至少一個(gè)第二信號輸入到耦合到天線陣列中的所述多個(gè)發(fā)射器的至少一個(gè)發(fā)射器，以大致相等于具有向其應(yīng)用的波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二信號的天線元件饋源的多個(gè)發(fā)射路徑的傳遞函數(shù)。
【專利說明】
天線陣列校準(zhǔn)的通信單元和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明的領(lǐng)域涉及用于天線陣列校準(zhǔn)的天線裝置和方法，特別是，例如在單個(gè)天線陣列上支持多扇區(qū)輻射信號。
【背景技術(shù)】
[0002]在傳統(tǒng)的無源天線系統(tǒng)中，僅一個(gè)扇區(qū)可以支持在單載波頻率的天線上。無源天線的所有扇區(qū)的光束形狀通常由天線元件結(jié)構(gòu)和饋電網(wǎng)絡(luò)的組合進(jìn)行固定，所述饋電網(wǎng)絡(luò)將信號施加到各個(gè)天線元件饋送。為了克服無源天線系統(tǒng)的缺點(diǎn)，有源天線陣列系統(tǒng)(AAS)已經(jīng)被開發(fā)。AAS通常通過整合多個(gè)射頻(RF)組件(例如，功率放大器、收發(fā)器、耦合器等)與天線輻射元件創(chuàng)建，其通常被認(rèn)為是基站的一部分。這使得天線內(nèi)的各輻射元件的信號的相位和振幅被電子控制，使用信號處理來塑造并引導(dǎo)輻射束的方向。方向可以在兩個(gè)垂直和水平方位來控制，并且該技術(shù)更一般地被稱為波束成形。
[0003]垂直波束形成可用于創(chuàng)建多個(gè)束，至少一個(gè)波束用于每單元扇區(qū)專用的，并且其中所述光束被引導(dǎo)到遠(yuǎn)離天線的不同地理區(qū)域。在創(chuàng)造具有無源天線配置的兩個(gè)專用小區(qū)扇區(qū)中，扇形區(qū)的硬件資源可加倍。目前，利用獨(dú)立的天線陣列，提供天線射束的不同’片’(tilt)的已知方式使用常規(guī)無源天線。替代方法是區(qū)分天線陣列，以創(chuàng)建天線單元的子組作用于單獨(dú)扇區(qū)，其中，每個(gè)子組將處理專用于單個(gè)單元扇區(qū)的光束。
[0004]這兩種技術(shù)提供不同的片有許多與之相關(guān)聯(lián)的缺點(diǎn)。例如，在利用單獨(dú)的天線陣列作用于不同扇區(qū)的情況下，天線單元的復(fù)制將需要被部署以提供相同的性能。這導(dǎo)致安裝時(shí)間、天線塔占地要求和同軸饋電電纜以分開無線電單元作為基礎(chǔ)設(shè)施部署的一部分而言增加了成本。
[0005]另外，在天線陣列被子分區(qū)的情況下，可以由陣列產(chǎn)生的有效波束寬度增大，從而增加了相鄰扇區(qū)之間的重疊區(qū)域。又一個(gè)缺點(diǎn)在于:由于該陣列變成在扇區(qū)之間劃分，在可用天線增益有成比例的減小。
[0006]在天線與傳播(EUCAP)，2012第六屆歐洲會議，頁面:278-2793，對用陣列用于輸出垂直扇區(qū)劃分梁進(jìn)行了討論。該文獻(xiàn)沒有考慮波束信號處理的合成或如何支持這種垂直扇區(qū)劃分的光束的天線陣列的校準(zhǔn)方案的實(shí)施例。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的是單獨(dú)或以任何組合減輕、緩解或消除上述缺點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)。
[0008]根據(jù)第一方面，說明一種用于通過多個(gè)耦合器和多個(gè)天線元件饋源校準(zhǔn)耦合到多個(gè)發(fā)射器的天線陣列的方法。該方法包括，在通信單元:選擇并耦合至少一個(gè)耦合器到所述通信單元的反饋路徑中的校準(zhǔn)接收器；由至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整至少一個(gè)第一信號;施加經(jīng)調(diào)整的至少一個(gè)第一信號到多個(gè)發(fā)射器中的第一發(fā)射器，和經(jīng)由所選擇的至少一個(gè)耦合器路由經(jīng)調(diào)整的至少一個(gè)第一信號到校準(zhǔn)接收器;通過以基本上等于所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重選擇和調(diào)整所述至少一個(gè)第一信號而生成基準(zhǔn)信號；比較使用所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號與由至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號基準(zhǔn)信號，以確定至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果;存儲與所述第一發(fā)射器相關(guān)聯(lián)的比較的至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果;對于隨后的發(fā)射器，重復(fù)選擇和耦合進(jìn)一步的耦合器、調(diào)整，施加至少一個(gè)另外的信號到多個(gè)發(fā)射器的進(jìn)一步的發(fā)射器，產(chǎn)生進(jìn)一步的參考信號，比較和存儲至少一個(gè)另外的參數(shù)結(jié)果，直到多個(gè)耦合器已被選中；以及從多個(gè)參數(shù)結(jié)果確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)，用于施加至少一個(gè)第二信號輸入到耦合到天線陣列中的所述多個(gè)發(fā)射器的至少一個(gè)發(fā)射器，以大致相等于具有向其應(yīng)用的波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二信號的天線元件饋源的多個(gè)發(fā)射路徑的傳遞函數(shù)。
[0009]根據(jù)可選的例子，使用至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整至少一個(gè)第一信號可以包括:使用復(fù)數(shù)乘法調(diào)整。
[0010]根據(jù)可選的示例，確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)可以包括:確定經(jīng)由復(fù)數(shù)乘法施加的獨(dú)立校準(zhǔn)參數(shù)。在一個(gè)示例中，該方法可以進(jìn)一步包括:基于每個(gè)共載頻分配多個(gè)獨(dú)立的校準(zhǔn)校正系數(shù)，或重疊占用的頻譜基礎(chǔ)。
[0011]根據(jù)可選的示例，由至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號可以包括在第一扇區(qū)波束上發(fā)送的信號的比例，以及由至少一個(gè)第二波束形成器權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第二信號可包括在至少一個(gè)第二扇區(qū)波束上發(fā)送的信號的比例。根據(jù)可選的示例，施加到至少一個(gè)第一信號的至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重，以及施加到至少一個(gè)第二信號的至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重可以是不同的值，并且可以通過多個(gè)發(fā)射路徑的至少一個(gè)發(fā)射路徑的發(fā)射器同時(shí)處理。
[0012]根據(jù)可選的示例，比較與由至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的所述至少一個(gè)第一信號和由至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號參考信號可包括最小均方或最小均方誤差確定。
[0013]根據(jù)可選的示例，從多個(gè)參數(shù)的結(jié)果確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)用于施加到至少一個(gè)第二信號輸入可包括:耦合在發(fā)射器的輸出具有向其施加的波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二信號到單個(gè)天線單元。
[0014]根據(jù)可選的示例，確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)可包括:基于所述多個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)測量，確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)以同時(shí)支持天線陣列上的多個(gè)扇形波束。
[0015]根據(jù)可選的示例，比較由所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號與由至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號參考信號可以包括:修改自適應(yīng)濾波器確定，用于實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)換算系數(shù)的調(diào)整，用于校正耦合到天線陣列中的單個(gè)發(fā)射器傳輸函數(shù)。
[0016]根據(jù)可選的示例，該方法可以進(jìn)一步包括:讀取涉及相應(yīng)發(fā)射器的至少一個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)測量的至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù);相關(guān)于至少一個(gè)其它發(fā)射器，正常化至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù);和響應(yīng)于此，存儲至少一個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)的調(diào)整，作為各發(fā)射器的校準(zhǔn)校正系數(shù)。在這個(gè)例子中，相對于至少一個(gè)其它發(fā)射器歸一化至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)可以包括:相對于被確定為具有最長延遲的發(fā)射器，歸一化至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)。
[0017]根據(jù)可選的示例，比較使用至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號與由至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號參考信號可以進(jìn)一步包括:響應(yīng)其上，確定校正因子。
[0018]根據(jù)可選的示例，確定至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果可以包括:確定所述至少一個(gè)校準(zhǔn)測量結(jié)果是否落在結(jié)果的特定范圍內(nèi)，并響應(yīng)于否定確定，起始如下的至少一個(gè):故障檢測算法、天線陣列糾正操作。
[0019]根據(jù)可選的示例，該至少一個(gè)第一信號和所述至少第二信號可以是相同的信號。
[0020]根據(jù)可選的示例，確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)，用于施加至少一個(gè)第二信號輸入多個(gè)發(fā)射器的至少一個(gè)發(fā)射器可以包括:使用重疊頻譜占用或多個(gè)載波頻率，生成單個(gè)載波頻上的多個(gè)扇區(qū)。
[0021]根據(jù)可選的示例，在單個(gè)載頻生成多個(gè)扇區(qū)可以使用有源天線系統(tǒng)的共用天線單
J L ο
[0022]根據(jù)可選的示例，該方法可以進(jìn)一步包括:在如下的至少一個(gè)提供光束扇區(qū)劃分:垂直平面、水平平面。在這個(gè)例子中，提供指示兩個(gè)光束的光束扇區(qū)劃分可包括:提供第一功率的第一扇形光束和不同的第二功率的第二扇形光束。在這個(gè)例子中，為至少兩個(gè)光束提供光束扇區(qū)劃分可以包括:提供在第一波束寬度的第一扇形光束和在不同的第二波束寬度的第二扇形光束。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于校準(zhǔn)天線陣列的程序代碼，其包括通過各自的耦合器端口耦合到多個(gè)各自的收發(fā)機(jī)的多個(gè)天線元件，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括程序代碼，可操作用于當(dāng)在通信單元執(zhí)行時(shí)，執(zhí)行本發(fā)明的第一方面的方法。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，一種用于校準(zhǔn)天線陣列的通信單元包括:多個(gè)發(fā)射器，可操作地耦合到包括多個(gè)天線元件的天線陣列;開關(guān)矩陣，包括多個(gè)耦合器和開關(guān)，可操作地耦合所述多個(gè)天線元件饋源的多個(gè)發(fā)射器;至少一個(gè)校準(zhǔn)接收器，可操作地耦合到所述開關(guān)矩陣和位于反饋路徑，使得所述至少一個(gè)校準(zhǔn)接收器可經(jīng)由可選擇的耦合器端口操作地耦合到所述多個(gè)發(fā)射器和多個(gè)天線元件饋源;至少一個(gè)波束形成器，設(shè)置成使用至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整至少一個(gè)第一信號，和應(yīng)用經(jīng)調(diào)整的至少一個(gè)第一信號到多個(gè)發(fā)射器的第一發(fā)射器，其中第一發(fā)射器經(jīng)由經(jīng)選擇的至少一個(gè)耦合器路由調(diào)整的至少一個(gè)第一信號到校準(zhǔn)接收器。所述通信單元進(jìn)一步包括:信號發(fā)生器，通過以基本上等于所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重選擇和調(diào)整所述至少一個(gè)第一信號，設(shè)置成產(chǎn)生基準(zhǔn)信號;測量邏輯，可操作地耦合到所述至少一個(gè)校準(zhǔn)接收器和信號發(fā)生器，和經(jīng)配置成比較使用所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號與由至少一個(gè)第二波束成形權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號基準(zhǔn)信號的，以確定至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果；存儲器，可操作地耦合到測量邏輯，和配置成存儲與所述第一發(fā)射器相關(guān)聯(lián)的比較結(jié)果;其中，所述信號發(fā)生器和測量邏輯被配置為對于隨后的發(fā)射器，重復(fù)選擇和耦合到另一個(gè)耦合器、調(diào)整操作、施加信號到多個(gè)發(fā)射器的另一發(fā)射器、產(chǎn)生進(jìn)一步的基準(zhǔn)信號、比較和存儲，直到多個(gè)耦合器已被選擇；以及處理器，配置為從多個(gè)參數(shù)結(jié)果確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù);和至少一個(gè)復(fù)數(shù)乘法器，配置為應(yīng)用至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)到耦合到天線陣列中的多個(gè)發(fā)射器的至少一個(gè)發(fā)射器的至少一個(gè)第二信號輸入，以大致相等具有向其施加波束形成權(quán)值的至少一個(gè)第二信號的天線元件饋源的多個(gè)發(fā)射路徑的傳遞函數(shù)。
【附圖說明】
[0025]僅通過作為示例的方式，參考附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明，其中:
[0026]圖1示出在產(chǎn)生兩個(gè)扇區(qū)的網(wǎng)絡(luò)中部署有源天線系統(tǒng)的一個(gè)例子。
[0027]圖2示出有源天線陣列系統(tǒng)(AAS)架構(gòu)的一個(gè)例子。
[0028]圖3示出有源天線陣列系統(tǒng)(AAS)架構(gòu)的另一個(gè)例子。
[0029]圖4示出校準(zhǔn)有源天線陣列系統(tǒng)(AAS)的架構(gòu)的處理的例子的流程圖。
[0030]圖5示出可用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的信號處理功能的典型計(jì)算系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0031]本發(fā)明的示例實(shí)施例參照在無線通信系統(tǒng)中使用的智能(或活性)天線技術(shù)進(jìn)行說明。本發(fā)明的示例實(shí)施例描述校準(zhǔn)和利用有源天線陣列系統(tǒng)(AAS)的整體的裝置，以支持多扇區(qū)操作，從而支持使用相同的天線單元的不同光束。以這種方式，描述了一種機(jī)制，有效地提供在單個(gè)天線陣列上的多扇區(qū)支持。此外，在一些示例中，可有利地提供多扇區(qū)支持，其利用相同的載波頻率或重疊占用的頻譜和利用天線陣列的共同的天線元件。
[0032]下面的描述集中在本發(fā)明的實(shí)施例，其適用于長期演進(jìn)(LTE)蜂窩通信系統(tǒng)中使用的有源天線陣列，包括基于頻分雙工(FDD)的LTE網(wǎng)絡(luò)和演進(jìn)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，例如LTE-A由第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP?)標(biāo)準(zhǔn)化。本發(fā)明的示例實(shí)施例也適用于LTE的時(shí)分雙工(TDD)變體，例如TD-LTE。然而，可以理解，本發(fā)明不局限于該特定蜂窩通信系統(tǒng)，而可以應(yīng)用到任何無線通信系統(tǒng)中，包括傳統(tǒng)的無線系統(tǒng)，例如利用天線陣列配置的3G UMTS和HSPA，其中使用多個(gè)天線元件。
[0033]為清楚的目的，表述’占用帶寬’的定義已經(jīng)由3GPPTS 34.121提供。這里，占用帶寬(OBW)是含有99 %的發(fā)射光譜的總積分功率的帶寬，集中于所分配的信道頻率(作為分配給單個(gè)扇區(qū))ο占用頻譜然后根據(jù)定義，是所分配的信道頻率減去分配的信道頻率的一半的占用帶寬加上一半的占用帶寬。
[0034]其中，扇區(qū)具有’重疊占用的頻譜’，這種表達(dá)在本文中定義為包括第二扇區(qū)的占用帶寬內(nèi)的任何頻率常用的一個(gè)扇區(qū)的占用頻譜內(nèi)的任意頻率。
[0035]對于在此描述的示例實(shí)施例的目的，蜂窩網(wǎng)絡(luò)的扇區(qū)是三維空間(由天線波束和傳播環(huán)境中定義)，由此用戶設(shè)備(UE)可以利用指定的信道頻率或多個(gè)信道頻率中繼消息來往于基站。
[0036]本地地理區(qū)域內(nèi)的相鄰扇區(qū)常?？梢园ㄟM(jìn)一步的獨(dú)特屬性，以允許UE裝置來區(qū)分它們分開，或者限制干擾，這些屬性例如是;單元或扇區(qū)ID(標(biāo)識符)廣播作為嵌入調(diào)制邏輯信道的部分、擾頻碼、載頻、空中接口協(xié)議或通道占用的帶寬。
[0037]參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例示出生成兩個(gè)分區(qū)的有源天線系統(tǒng)102。在該示例實(shí)施例中，所述有源天線系統(tǒng)102能在下行鏈路傳輸路徑中形成多個(gè)光束形狀104、106。僅顯示支持兩個(gè)扇區(qū)的兩個(gè)光束形狀，僅供參考。在其它示例中，也可以在接收上行鏈路路徑產(chǎn)生相應(yīng)的接收波束。
[0038]有源天線系統(tǒng)102還包括通過至少一個(gè)光學(xué)界面109可操作地連接到基帶單元/模塊108。在本示例中，至少一個(gè)光學(xué)界面109是常見的公共無線電接口(CPRI)。在其它示例中，所述至少一個(gè)光學(xué)接口可以是OBSAI RP3-01接口，或開放無線電設(shè)備接口(ORI)。在這個(gè)示例中，CPRI接口 109可以是可操作的，以允許IQ數(shù)據(jù)樣本被轉(zhuǎn)移來往于基帶單元/模塊108，其可駐留在AAS 102的遠(yuǎn)程物理位置。在這個(gè)示例中，基帶模塊108包括解調(diào)呼叫處理功能和核心網(wǎng)絡(luò)回程功能。在一些示例中，基帶部/模塊108還可以含有例如LTE系統(tǒng)的RNC(無線電網(wǎng)絡(luò)控制)功能。在其它示例中，基帶部/模塊108可以嵌入在AAS 102中。AAS 102進(jìn)一步可操作地連接到DC(直流)電源模塊110，其可操作以供電AAS 102。
[0039]在這個(gè)例子中，AAS 102可用于發(fā)射和接收不同扇區(qū)的不同光束形狀104、106，利用共同的輻射元件。參照后面附圖描述的本發(fā)明的示例實(shí)施例提供使用相同的天線元件而校準(zhǔn)和利用AAS 102上高達(dá)天線單元的整體，以支持不同光束的一種裝置。以這種方式，描述一種機(jī)制，有效地在例如單個(gè)天線陣列上提供多扇區(qū)支持。此外，在一些示例中，可有利地利用相同的載波頻率或重疊占用的頻譜提供多扇區(qū)支持和支持相同的空中接口標(biāo)準(zhǔn)和使用天線陣列的共同天線元件。
[0040]以這種方式，AAS102可進(jìn)行校準(zhǔn)以利用公共輻射元件而提供具有不同的片(垂直)和或盤(水平)的輸出。在一些示例中，可有利地發(fā)射和接收在不同片和盤的波束，以便扇區(qū)104的干擾基本上不降低其他的，例如106。
[0041]雖然相對于每個(gè)扇區(qū)提供相同或類似的波束寬度示出示例實(shí)施例，可以設(shè)想，在其他示例中，例如當(dāng)AAS支持比方說宏觀和小單元應(yīng)用時(shí)，本文所描述的概念也可應(yīng)用到支持每個(gè)扇區(qū)的不同波束寬度。在小單元應(yīng)用中，當(dāng)所支持的小區(qū)扇區(qū)對于AAS更本地時(shí)，可希望具有更寬的垂直光束寬度。在這方面，可有利地使用該陣列的可用天線元件的全部的子集，以產(chǎn)生例如小區(qū)扇區(qū)波束。
[0042]當(dāng)垂直扇區(qū)劃分被認(rèn)為在宏單元基站中時(shí)，取決于周圍地面水平上天線安裝的高度，裙子地球的地平線的光束通常介于2°和4°傾角。因此，通過垂直扇區(qū)劃分技術(shù)放置在靠近天線陣列的光束將被覆蓋較小的地理區(qū)域，并且將靠近天線安裝。垂直扇區(qū)劃分的常規(guī)扇區(qū)波束指向角為可以是例如扇區(qū)I的2°和扇區(qū)2的10°傾角。移動運(yùn)營商管理小區(qū)扇區(qū)的光束中的下行鏈路(DL)功率，以維持接收的信號CINR的一定鏈路預(yù)算(載波與干擾加噪聲比)到由單元扇區(qū)服務(wù)的用戶設(shè)備(UE)設(shè)備。因此，相比于位于進(jìn)一步遠(yuǎn)離的那些，靠近天線的UE設(shè)備將需要AAS的較少下行鏈路(DL)發(fā)射功率，以維持給定的CINR。鑒于此，每個(gè)扇區(qū)波束的發(fā)射功率可以是不同的，以保持特定扇區(qū)提供服務(wù)UE，以接收最低限度的給定的CINR，例如，在扇區(qū)I的2°傾角和扇區(qū)2扇區(qū)波束的10°傾角。本發(fā)明的實(shí)施例可以例如具有基于每個(gè)扇區(qū)為基礎(chǔ)調(diào)整的信號，以管理提供服務(wù)的UE設(shè)備的鏈路CINR預(yù)算。在一些示例中，這可以通過下行鏈路上的每個(gè)扇區(qū)的信號的專門標(biāo)量的裝置(例如幅值乘數(shù))或通過調(diào)整施加到束的權(quán)重的裝置完成。
[0043]雖然相對于在垂直平面內(nèi)提供光束扇區(qū)劃分示出示例實(shí)施例，可以設(shè)想，在其他示例中，本文描述的概念也可被施加到水平平面或垂直和水平平面兩者。通過本文示例給出的示例實(shí)施例允許垂直扇區(qū)劃分;然而明顯的是，如果有問題的天線陣列以這樣的方式被配置，例如通過包括在陣列中列的裝置或者通過安裝平行于垂直平面的AAS 102的裝置，使用的技術(shù)應(yīng)用于水平扇區(qū)劃分。
[0044]現(xiàn)在參考圖2，示出適于支持本發(fā)明的示例實(shí)施例的有源天線陣列系統(tǒng)(AAS)102的示例。示例AAS 102包括CPRI接口 109，用于連接到蜂窩基站的基帶處理單元，諸如第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP?)演進(jìn)節(jié)點(diǎn)B(eN0deB)。蜂窩基站包括在接收路徑執(zhí)行解調(diào)解碼和在發(fā)送路徑中調(diào)制和編碼的基帶電路。在LTE中模式操作中，多輸入/多輸出(ΜΜ0)數(shù)據(jù)例如在基站和AAS 102之間傳輸。AAS 102包括一個(gè)或多個(gè)它自己的基帶處理電路208，其被配置來執(zhí)行功能，包括但不限于例如系統(tǒng)控制、波束形成操縱和其他的信號處理。本發(fā)明的示例實(shí)施例利用多個(gè)并行收發(fā)器路徑，經(jīng)常等同于使用的多個(gè)天線元件。在一個(gè)示例實(shí)施例中，進(jìn)一步的收發(fā)器路徑可以被包括以提供專用的通用校準(zhǔn)收發(fā)器路徑210。
[0045]AAS 102(其在一個(gè)示例中可包含通信網(wǎng)絡(luò)元件或廣播發(fā)射器的RF傳輸子系統(tǒng))包括通過開關(guān)耦合器結(jié)構(gòu)228可操作地耦合到天線裝置202的多個(gè)平行的收發(fā)器電路201，在該例子中，包括交叉偏振天線元件的陣列。如圖所示，收發(fā)信機(jī)201內(nèi)的發(fā)送模塊204和接收模塊206也可操作地連接到天線配置202。
[0046]在這個(gè)例子中，天線裝置202包括具有利用例如+45°和-45°的正交天線元件的多個(gè)交叉極化(XPOL)天線元件的天線陣列，與連接每個(gè)天線端口的獨(dú)立的發(fā)送模塊204和接收模塊206。在一些示例中，分組元素可以聯(lián)動，并與所有元件的共用饋源進(jìn)行饋入。每個(gè)元件輻射由AAS處理的總束功率的比例?；凇诳罩薪M合’信號光束的主瓣的方向連貫地大大增加，波束形成工作。因此，通過任何一種元件或聯(lián)動元件組處理的信號僅形成在AAS的福射光束中處理的總信號功率的一部分。
[0047]在一些例子中，可以設(shè)想，使用多個(gè)天線元件，多個(gè)合成極化可以應(yīng)用于例如發(fā)射(DL)實(shí)施例中。在本發(fā)明人共同未決英國專利申請?zhí)?GB0921956.9中所包含的教導(dǎo)(圍繞使用發(fā)送信號上的合成極化也可以)適合于在本文所描述的示例實(shí)施例。在此教導(dǎo)中，輻射信號的偏振可以通過控制所述施加到天線裝置202的橫極化天線元件的饋源203、205的所述信號的振幅和相位進(jìn)行操縱，而且這個(gè)特性因此通過引用并入本文。
[0048]在發(fā)送模式中，同相和正交(LQ)樣本對被輸入到數(shù)字信號處理模塊208，其中他們按照本文圖3描述的實(shí)施例進(jìn)行信號處理。數(shù)字修改的“I”和“Q”信號對然后被輸入到數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)212，然后模擬信號在低通濾波器216進(jìn)行濾波。基帶模擬信號在上行混合器電路218，219中進(jìn)行上變頻，和在功率放大器222放大之前組合。射頻功率放大的信號然后通過雙工器224和耦合器結(jié)構(gòu)228饋送到天線陣列202。
[0049]在接收模式下，每個(gè)接收器電路可經(jīng)由耦合器結(jié)構(gòu)228操作地耦合到XPOL天線元件，其能夠接收極化分集信號。通過帶通濾波器230(未示出)，耦合器結(jié)構(gòu)228提供通過雙工器224接收的信號到相應(yīng)的低噪聲放大器(LNA) INA 230提供接收信號的放大版本到各自的同相和正交(T和“Q”)下變頻級232，其經(jīng)配置以基于頻率下變頻的本地振蕩器信號向下轉(zhuǎn)換各個(gè)放大的接收信號。下變頻的本地振蕩器信號以正交格式從本地振蕩器產(chǎn)生子系統(tǒng)236、230饋送。相應(yīng)的正交下變頻放大的接收信號被輸入到各自的低通濾波器238，然后到相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器214，以變換正交下變頻的接收信號為數(shù)字形式。所得的數(shù)字信號被傳遞到用于處理的數(shù)字信號處理模塊208。
[0050]本領(lǐng)域技術(shù)人員可理解，這里描述的示例實(shí)施例可以不同的方式在其它架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，例如天線陣列可以配置成，使得某些天線元件被專用于發(fā)送處理，和其它天線元件僅專用于接收處理。另外，在這樣的配置中，雙工功能可以通過過濾器替換。
[0051]校準(zhǔn)反饋路徑也使用耦合器結(jié)構(gòu)228提供。發(fā)送信號的比較少的一部分(例如，_30dB)，或接收信號的較大代表部分(例如，-1OdB)被耦合到耦合端口，其經(jīng)由無線電頻率交換矩陣225被供給到校準(zhǔn)反饋路徑。在一個(gè)示例中，無線電頻率交換矩陣225被置于反饋路徑上，使得輸入到校準(zhǔn)收發(fā)器210的單個(gè)檢測路徑可用于多個(gè)收發(fā)信機(jī)。校準(zhǔn)反饋路徑被配置在反饋接收機(jī)中，以下變頻在IQ格式的信號到信號處理模塊208，其中發(fā)送信號的相位、振幅和/或延遲失配的檢測被測定和校正。相位失配、幅度失配和延遲的參數(shù)是為本文所描述的實(shí)施例的校準(zhǔn)參數(shù)的一些例子。
[0052]在一個(gè)示例實(shí)施例中，校準(zhǔn)方案(例如如參照圖4所述)可以被配置為解決事實(shí):可提供給天線陣列的每個(gè)天線單元饋送的唯一信號。為此，每一個(gè)校準(zhǔn)比較測量可生成比較或校準(zhǔn)的唯一參考。在一個(gè)示例中，共同的發(fā)送信號被發(fā)送到所有天線元件。
[0053]檢測并計(jì)算相位，振幅和/或發(fā)射的信號的延遲失配的量的機(jī)制的示例在由同一
【申請人】共同未決的專利申請GB0902410.0中進(jìn)行了描述，其中的機(jī)制在此弓I入作為參考。
[0054]在這個(gè)例子中，AAS 102進(jìn)一步包括由DC饋源110饋送的DC電源管理模塊260，其管理DC電源到AAS 102中的各種相應(yīng)部件和電路。為簡單起見，沒有說明DC電力管理模塊260的操作，以及任何時(shí)鐘產(chǎn)生功能或模塊(未示出)。
[0055]示例AAS 102還包括可選的以太網(wǎng)連接242。在一個(gè)示例實(shí)施例中，可以使用OBSAIRP3 01(未示出)或ORI接口。
[0056]在操作中，圖2的架構(gòu)已被配置以使用相同的天線元件提供校準(zhǔn)和利用長達(dá)AAS102的天線單元的整體的裝置，以支持不同的光束。在一個(gè)示例中，在上變頻和放大在RF射頻之前，通過使用校準(zhǔn)并存儲的波束形成權(quán)值處理所述MMO流，基帶處理電路208(其在一個(gè)實(shí)施例中實(shí)施為一個(gè)或多個(gè)數(shù)字信號處理器(DSP)或現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA))配置成處理每個(gè)扇區(qū)的單獨(dú)的M頂O(多輸入多輸出)流，每個(gè)扇區(qū)的流通過CPRI接口 109接收。
[0057]在一些示例中，說明一種校準(zhǔn)通過多個(gè)耦合器和多個(gè)天線元件饋源耦合到多個(gè)發(fā)射器的天線陣列的方法。該方法包括，在通信單元:選擇并耦合至少一個(gè)耦合器到所述通信單元的反饋路徑中的校準(zhǔn)接收器；由至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整至少一個(gè)第一信號；施加經(jīng)調(diào)整的至少一個(gè)第一信號到多個(gè)發(fā)射器中的第一發(fā)射器，和經(jīng)由所選擇的至少一個(gè)耦合器路由經(jīng)調(diào)整的至少一個(gè)第一信號到校準(zhǔn)接收器;通過以基本上等于所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重選擇和調(diào)整所述至少一個(gè)第一信號而生成基準(zhǔn)信號；比較使用所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號與由至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號基準(zhǔn)信號，以確定至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果；存儲與所述第一發(fā)射器相關(guān)聯(lián)的比較的至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果;對于隨后的發(fā)射器，重復(fù)選擇和耦合進(jìn)一步的耦合器、調(diào)整，施加至少一個(gè)另外的信號到多個(gè)發(fā)射器的進(jìn)一步的發(fā)射器，產(chǎn)生進(jìn)一步的參考信號，比較和存儲至少一個(gè)另外的參數(shù)結(jié)果，直到多個(gè)耦合器已被選中；以及從多個(gè)參數(shù)結(jié)果確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)，用于施加至少一個(gè)第二信號輸入到耦合到天線陣列中的所述多個(gè)發(fā)射器的至少一個(gè)發(fā)射器，以大致相等于具有向其應(yīng)用的波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二信號的天線元件饋源的多個(gè)發(fā)射路徑的傳遞函數(shù)。在一個(gè)示例中，所述第一信號可以相同于第二信號。
[0058]如本領(lǐng)域理解的，傳遞函數(shù)是對輸入信號的輸出，經(jīng)常服用的形式進(jìn)行的信號變換:
[0059]Output(t) =TF(t)*Input(t);
[0060]其中:0utput(t)是相對于時(shí)間的輸出信號，
[0061 ] TF(t)是相對于時(shí)間的傳遞函數(shù)，以及
[0062 ] I npu t (t)是相對于時(shí)間的輸入信號。
[0063]在一個(gè)例子中，可以設(shè)想，與分離MMO流相反，也可以使用單一的數(shù)據(jù)流。LTE空中接口支持的2 X 2MM0作為最低。然而，一些遺留的空中接口標(biāo)準(zhǔn)不采用MMO，例如UMTSt^GSM?。在一些示例應(yīng)用中，在此描述的示例性實(shí)施例可以適于形成AAS的單個(gè)下行鏈路數(shù)據(jù)流。這樣的方案將禁止不使用本文所述的概念，例如垂直扇區(qū)劃分和校準(zhǔn)。在這種情況下，信號處理將只包含DL數(shù)據(jù)流之一的數(shù)據(jù)。
[0064]在本發(fā)明的示例中，可確定多個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)測量的至少一個(gè)校準(zhǔn)修正系數(shù)。該至少一個(gè)校準(zhǔn)修正系數(shù)可應(yīng)用到輸入到天線陣列的多個(gè)發(fā)射器的一個(gè)或多個(gè)后續(xù)信號/，以便基本相等發(fā)射路徑的傳遞函數(shù)到一個(gè)或多個(gè)隨后的信號的天線元件饋源。
[0065]在一個(gè)示例中，在1-Q數(shù)字基帶域中，該陣列校準(zhǔn)校正可以對發(fā)射(下行鏈路(DL))光束和接收(上行鏈路(UL))的信號執(zhí)行。以這種方式，一個(gè)機(jī)制描述了有效地提供多扇區(qū)支持單個(gè)天線陣列上。此外，在一些示例中，可有利地利用相同的載波頻率或重疊占用的頻譜和利用天線陣列的共同天線元件提供多扇區(qū)支持。
[0066]此外，在一些示例中，可有利地利用小于所述天線陣列的可能的天線元件的全長互補(bǔ)提供多扇區(qū)支持。以這種方式，一個(gè)或多個(gè)天線元件將不被選擇為改變光束形狀的裝置。
[0067]在其它示例中，可以設(shè)想，所述各電子束可用于支持多種空中接口技術(shù)，諸如各種代蜂窩通信，例如全球移動通信系統(tǒng)(GSM?)，EDGE，通用移動電信系統(tǒng)(UMTSTM)蜂窩通信系統(tǒng)，第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)系統(tǒng)，和這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的演進(jìn)，例如長期演進(jìn)(LTE)系統(tǒng)，HSPA+等。在此描述的示例實(shí)施例參考基于LTE的解決方案。如將被本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本教導(dǎo)可應(yīng)用于范圍廣泛的替代空中接口標(biāo)準(zhǔn)，并因此不被視為限制于LTE架構(gòu)。
[0068]現(xiàn)在參考圖3，示出圖2的校準(zhǔn)收發(fā)器210的208及發(fā)射下行鏈路基帶處理電路的更詳細(xì)的示例框圖。為了清楚的目的，圖3示出了四個(gè)發(fā)射塊，一個(gè)用于AAS 102的天線元件的每個(gè)偏振饋源。盡管圖3示出僅發(fā)送信號處理實(shí)施例，可以設(shè)想，相當(dāng)?shù)慕邮章窂胶徒邮招盘柼幚淼氖纠龑?shí)施例將得到支持。例如，描述如何使用束的兩面方法可以用于上行鏈路(UL)來合成接收路徑信號的機(jī)構(gòu)描述在同一
【申請人】的共同未決的專利申請GB0902410.0中，在此引用作為參考。
[0069]在一個(gè)示例中，UL光束可以合成以基本匹配一個(gè)或多個(gè)束特征或參數(shù)，例如在下行鏈路(DL)中使用的波束指向方向和/或那些垂直劃分光束的，如本文中詳細(xì)描述的。
[0070]在一個(gè)例子中，至少兩個(gè)扇區(qū)的下行鏈路(DL)(發(fā)射)數(shù)據(jù)由AAS的基帶處理單元108通過CPRI接口 109提供。其中，’2x2’MM0被認(rèn)為每個(gè)扇區(qū)，每扇區(qū)的IQ數(shù)據(jù)樣本的兩個(gè)邏輯通道數(shù)據(jù)流從基帶單元通過CPRI接口 109被運(yùn)送到所述的AAS 102 XPRI接口 109耦合到CPRI解碼邏輯302，其將從基帶單元108輸送的信號解碼到IQ數(shù)據(jù)的至少四個(gè)邏輯信道。每個(gè)邏輯信道IQ數(shù)據(jù)流將對應(yīng)于每個(gè)扇區(qū)的兩個(gè)MMO信號中的一個(gè)。CPRI解碼邏輯302的這四個(gè)邏輯通道輸出304包括:扇區(qū)I MHTOl，扇區(qū)I Μπω]，扇區(qū)2 MIMO I和扇區(qū)2 MIMO 2。在本實(shí)施例中，每個(gè)發(fā)射器有兩個(gè)MMO邏輯信道數(shù)據(jù)饋送信號。每個(gè)發(fā)射器饋送天線元件
(S)的偏振饋源。在這個(gè)例子中，兩個(gè)扇區(qū)被同時(shí)支持；由此，這意味著發(fā)送器同時(shí)輸出兩個(gè)扇區(qū)，各個(gè)在DL處理，每扇區(qū)兩個(gè)M頂O邏輯信道流。
[0071]盡管這個(gè)例子是參照“2X2”MIM0的情況描述，可以設(shè)想在其他示例(未描述)，在此描述可應(yīng)用于任何MMO配置，諸如例如“4Χ4”ΜΠω。其中放置光束以產(chǎn)生單元扇區(qū)，通常有上行鏈路接收束和下行鏈路發(fā)射波束覆蓋相同的地理區(qū)域。由于這個(gè)原因，光束對于上行鏈路和下行鏈路基本上相同，因此，射束加權(quán)將對于接收和發(fā)送是基本上相同的，在示例中，如果權(quán)重被優(yōu)化為例如發(fā)射和接收之間的頻率差，在光束中可有細(xì)微差別。
[0072]在一個(gè)示例中，基本上共同光束形式的權(quán)重可以使用與MMO束或用于接收和發(fā)送光束。其中，放置光束以生成單元扇區(qū)，通常以創(chuàng)建覆蓋相同的地理區(qū)域的上行鏈路接收束和下行鏈路發(fā)射束。由于這個(gè)原因，光束將對于上行和下行基本上相同。因此，波束權(quán)重將對于接收和發(fā)送功能是基本相同的。然而，在一些示例中，如果權(quán)重被優(yōu)化以例如解決頻率發(fā)射和接收之間的任何差異，光束中可存在細(xì)微差別。
[0073]在該示例實(shí)施例中，每個(gè)扇區(qū)由兩個(gè)邏輯信道MMO流支持;第一單個(gè)MMO邏輯信道數(shù)據(jù)流，它在-45°傾斜極化被上變換和傳輸，與扇區(qū)的其它第二 MMO邏輯信道數(shù)據(jù)流在+45°傾斜極化發(fā)送。例如，如圖所示，帶后綴‘ I ’的每個(gè)MIMO邏輯信道在+45°傾斜極化發(fā)送，和具有后綴’2’的信號在-45°的傾斜極化發(fā)送。雖然圖3已經(jīng)說明2扇區(qū)的實(shí)施方式，可以設(shè)想，在其他示例中，可以類似的方式處理多個(gè)數(shù)據(jù)流以產(chǎn)生多于兩個(gè)扇區(qū)。從圖3明顯的是，要發(fā)送的邏輯信道MMO流(例如在-45°傾斜極化)被運(yùn)送到通過接口總線304支持該極化的發(fā)射器路徑。
[0074]讓我們考慮發(fā)射器中的一個(gè)來描述這里使用的示例概念。在這里，在通過CPRI檢測邏輯302傳遞之后，邏輯信道從M頂O饋源接收MMO流。值得注意的是，根據(jù)示例實(shí)施例，各波束形成權(quán)重308，312被施加(通過復(fù)數(shù)乘法級306、310)到發(fā)射器上的相應(yīng)邏輯信道。在一個(gè)示例中，復(fù)數(shù)乘法級306，310調(diào)整通過其中的信號的幅度和相位。在這種情況下，復(fù)數(shù)乘法器是使用笛卡爾格式的復(fù)數(shù)的，以相乘邏輯信道上直角格式表示的另一信號(即，IQ信號)。來自兩個(gè)復(fù)數(shù)乘法級306、310的輸出然后在IQ格式在求和邏輯314中求和。求和邏輯的輸出被進(jìn)一步在復(fù)數(shù)乘法器318中使用校準(zhǔn)的校正系數(shù)316進(jìn)行調(diào)整。該校準(zhǔn)校正系數(shù)316(作為復(fù)數(shù)乘法階段318的輸入)用于保持在天線的元饋電點(diǎn)203的各信號的正確幅度和相位的校正系數(shù)。
[0075]本發(fā)明人已經(jīng)確定，上變頻每個(gè)邏輯信道并加入交上轉(zhuǎn)換往往是不理想的，在于數(shù)字本地振蕩器(DLO)的載波之間的相位差需要在整個(gè)天線陣列同步。這是難以實(shí)現(xiàn)的，并具有現(xiàn)有技術(shù)的限制。此外，校準(zhǔn)校正處理需要以每個(gè)扇區(qū)為基礎(chǔ)被復(fù)制，這是邏輯資源方面次優(yōu)的。
[0076]使用的波束形成權(quán)重308、312取決于許多因素，例如如下的一個(gè)或多個(gè):所需要的光束形狀，指示方向，數(shù)組大小，用于旁瓣和波束寬度優(yōu)化的多項(xiàng)式加權(quán)，載波頻率，陣列中的元件位置和陣列上其他元件之間的距離。這些因素在深度上在主題的許多論文中討論并在此將不再重復(fù)，以避免描述的示例的概念混淆。
[0077]為了清楚的目的，每個(gè)復(fù)數(shù)乘法器(306，310，318)被描述為單獨(dú)的乘法器。然而，熟練的技術(shù)人員將理解，在其它示例實(shí)現(xiàn)中，乘法器可以資源共享以減少實(shí)際的實(shí)現(xiàn)開銷。以這種方式，波束形成權(quán)值和校準(zhǔn)校正因子可以由相同的復(fù)數(shù)乘法器(306，310，318)來實(shí)現(xiàn)。同樣地，在其他示例中，該校準(zhǔn)校正系數(shù)可以通過調(diào)整波束形成乘法器具有波束形成權(quán)值進(jìn)行應(yīng)用，以便限制實(shí)現(xiàn)所需的乘數(shù)資源的數(shù)量。
[0078]射束加權(quán)和幅度和相位校正的邏輯信道信號通過濾波器和內(nèi)插級處理。因此，從進(jìn)一步復(fù)數(shù)乘法級318的輸出通過第一低通濾波器320，內(nèi)插函數(shù)322和第二低通濾波器324的輸入。濾波器320、324的目的是頻譜過濾信號，以符合發(fā)射器的頻譜屏蔽要求，和限制走樣作為插值的一部分。內(nèi)插函數(shù)322用于轉(zhuǎn)化采樣率為由后續(xù)的信號處理功能所需的，諸如數(shù)字上變換器(DUC)330、數(shù)字預(yù)失真(DH))334和模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)。
[0079]從第二低通濾波器324輸出的濾波和內(nèi)插信號然后通過延遲調(diào)節(jié)塊328使用校正調(diào)整326進(jìn)行處理，該延遲調(diào)整框328可以是例如整數(shù)取樣延遲線電路或拉格朗日內(nèi)插樣本。在一個(gè)示例中，這兩個(gè)方案的組合可以應(yīng)用于實(shí)施延遲調(diào)整功能。拉格朗日樣本內(nèi)插器是在信號處理路徑上實(shí)現(xiàn)調(diào)整的非整數(shù)時(shí)鐘延遲的裝置。延遲調(diào)整塊(例如，拉格朗日采樣插補(bǔ)器)328、內(nèi)插功能322和低通濾波器324處理直角數(shù)字域的信號。將獨(dú)立使用所定義的處理來處理I和Q路徑。
[0080]延遲調(diào)整塊328的輸出被輸入到數(shù)字上變頻(DUC)階段330JUC 330的目的是將在輸入的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成到復(fù)雜的中頻(IF)輸出。例如以O(shè)HZ為中心的輸入基帶信號可以上轉(zhuǎn)換為以例如-50MHz為中心。由于信號是笛卡爾IQ格式，載體可以是以O(shè)HZ為中心的正或負(fù)頻率。數(shù)字本地振蕩器(DLO)頻率設(shè)置IF上變頻頻率，這可以在系統(tǒng)被配置，以支持相同發(fā)射器鏈的多個(gè)載頻傳輸，如本領(lǐng)域已知的。雖然圖3示出單一的上轉(zhuǎn)換階段，可以設(shè)想在其它示例中，多個(gè)DUC階段可以平行用于每個(gè)發(fā)射器鏈，以便同時(shí)支持不同的載波頻率。多個(gè)DUC階段的輸出可加入以形成支持多個(gè)載波頻率的復(fù)合IQ信號。
[0081 ] DUC級330的信號輸出然后由波峰因子降低(CFR)信號處理塊332處理。CFR信號處理塊332的目的是減少通過隨后被處理信號處理鏈處理的信號的峰值對平均值電平。例如，LTE和WCDMA的濾波信號通常具有大約14dB的峰值對平均值比。與回退14dB運(yùn)行的功率放大器(PA)效率低下地工作。因此，CFR信號處理塊332最小化峰均比，通常在7dB的順序，而基本上不降解信號數(shù)字的優(yōu)點(diǎn)，例如它的誤差矢量幅度(EVM)或頻譜屏蔽。以這種方式，PA可被允許接近其最佳效率點(diǎn)運(yùn)行。由于可到各天線元件饋源的信號不完全相同，憑借每元件施加不同的射束權(quán)重的，常見的CFR塊不用于特定偏振的所有信號。因此，獨(dú)立的CFR信號處理塊332(以及因此，DH) 334)是在每個(gè)信號處理鏈的基礎(chǔ)上和/或每射頻路徑基礎(chǔ)上實(shí)施。
[0082]CFR信號處理塊332的輸出被輸入到DH)函數(shù)334，它基于對在處理鏈中使用的PA所測量的失真而向信號應(yīng)用于在功率放大器的信號。該DH)功能334校正功率放大失真，例如AM-AM，AM-PM和PA的記憶效應(yīng)。需要反饋點(diǎn)以感測PA失真，為清楚的目的，這沒有在圖3示出。DH)函數(shù)334的輸出被路由到一對IQ DAC(數(shù)模轉(zhuǎn)換器)212，使用IQ混頻器218過濾216和上變頻到RF頻率，所述IQ混頻器218使用通過正交產(chǎn)生的信號處理功能219耦合的本地振蕩器饋送。經(jīng)由雙工器224，耦合器結(jié)構(gòu)226和天線陣列202的路由之前，雖然向上轉(zhuǎn)換的信號在RF頻率由PA 222放大，相對于圖2描述。在一些示例中，PA 222的輸出可以可選地耦合關(guān)(未示出)，用于DH)目的。雙工器224可以連接到未示出的接收器。雙工器輸出被傳遞到反饋耦合器226，所述反饋耦合器226連接到天線陣列202的天線元件的天線饋源。
[0083]在一些例子中，如果所討論的天線元件不用于接收處理，雙工器224可以通過過濾器取代。
[0084]為清楚起見以及不模糊圖3，圖3示出僅陣列的兩個(gè)天線元件。應(yīng)當(dāng)理解，對于大多數(shù)實(shí)際目的，陣列的大小將大于這個(gè)值，并且通?？梢允褂冒酥潦畟€(gè)天線。
[0085]另外，為了清楚起見并不模糊圖3，可以設(shè)想，在其它示例中，多個(gè)偏振的信號可以被施加，例如其中所有四個(gè)流可被施加到每個(gè)天線元件。
[0086]本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，因?yàn)橐粋€(gè)扇區(qū)可以在垂直平面中多于另一個(gè)顯著向下傾斜，它會覆蓋更靠近AAS安裝位置的較小的地理區(qū)域。因此，對于在此接近的地理位置的給定的載波干擾加噪聲比(CINR)性能，可希望具有低得多的功率用于本扇區(qū)的MMO饋源。在一個(gè)示例中，這可以通過在基帶處理單元108調(diào)整MMO饋送信號電平設(shè)置和/或可經(jīng)由調(diào)整波束成形器乘法器值308、312來實(shí)現(xiàn)。
[0087]在一個(gè)示例中，由AAS支持的扇區(qū)放置可源自從上行鏈路(UL)信號處理衍生的信息，以定位用戶組的密度。在本示例中，UL信號處理可以被執(zhí)行以確定用戶功率角集中于哪些到達(dá)UL角度。在一系列波束的指向角度，上行鏈路接收功率測量將允許產(chǎn)生’用戶集中’指向角的輪廓。從這個(gè)可確定界寬波束的最佳傾斜。從同一
【申請人】的專利申請GBO911694.8專利描述了一種裝置，以確定AAS的地理覆蓋區(qū)域的用戶概要分析，其中該教導(dǎo)在此引入作為參考。
[0088]現(xiàn)在參照信號處理鏈的校準(zhǔn)收發(fā)器210，如圖3所述。如呈現(xiàn)給天線元件饋源的信號被耦合關(guān)，多個(gè)耦合端口之一被連接到RF開關(guān)矩陣225 AF開關(guān)矩陣225的一個(gè)目的在于選擇天線陣列中的元件的饋電點(diǎn)的多個(gè)耦合信號的至少一個(gè)。在本示例中，校準(zhǔn)收發(fā)器210包括分離器350，以支持正交下變頻混頻器352和低通濾波354。所產(chǎn)生的信號然后具有能夠由隨后的ADC 356處理的信號的幅度和頻率范圍。在ADC級之后，DC偏移去除的已知技術(shù)也被利用，并不以認(rèn)為必要的任何更大程度進(jìn)行解釋，以便不混淆或分散本發(fā)明的教導(dǎo)。ADC的數(shù)字IQ輸出信號然后在數(shù)字下變頻(DDC)功能358處理，以輸出一個(gè)信號，它是基本相同的被耦合回上轉(zhuǎn)換的信號。這些信號(它們是在笛卡爾格式)被輸入到低通濾波器360，其信號輸出被輸入到最小均方(LMS)自適應(yīng)濾波器3621MS自適應(yīng)濾波器的功能362是比較低通濾波器的360輸出的信號與參考信號，濾波器368的輸出，和確定兩個(gè)信號之間的振幅、相位366和時(shí)間(等待時(shí)間)差異364。被比較的信號是產(chǎn)生基準(zhǔn)368的低通濾波器，其從低通濾波器360饋送回。一旦觸發(fā)由軟件程序來做到這一點(diǎn)，LMS自適應(yīng)濾波器362將輸出比較結(jié)果，在比較測定時(shí)間周期之后估計(jì)所述兩個(gè)信號的差。在其它示例中，也可以采用可替代的自適應(yīng)濾波器拓?fù)?，諸如MMSE(最小裝置平方誤差)自適應(yīng)濾波器。LMS或其它自適應(yīng)濾波器類型(諸如，MMSE)構(gòu)成測量邏輯的示例，用于確定(例如測量或比較)反饋信號和參考信號之間的差異。
[0089]校準(zhǔn)收發(fā)器經(jīng)由元件368-384執(zhí)行LMS自適應(yīng)濾波器362的參考信號生成功能，用于發(fā)送路徑校準(zhǔn)。例如，LMS自適應(yīng)濾波器362的基準(zhǔn)信號通過在開關(guān)384選擇在特定發(fā)射鏈上輸出的邏輯通道生成，所述特定發(fā)射鏈在復(fù)數(shù)乘法器輸出波束形成器378、380的校準(zhǔn)比較測量下。這些邏輯IQ通道每次復(fù)值通過寄存器374、376配置的波束形成加權(quán)。這些波束形成權(quán)重寄存器的374，376值基本上相等，在校準(zhǔn)比較測量下的特定傳輸鏈中，如通過RF開關(guān)225的反饋路徑選擇地。
[0090]應(yīng)該理解的是，波束權(quán)重(如寄存器374、376配置)相等于例如寄存器308，312編程。然而，在一些示例實(shí)施例中，可以設(shè)想一些實(shí)施方式可改變在寄存器的每個(gè)配置所使用的精確值。例如，如果在參照生成路徑上需要的固定點(diǎn)邏輯的比特寬度不同于發(fā)射路徑上需要的固定點(diǎn)邏輯的位寬度，所述波束權(quán)重可構(gòu)成不同的數(shù)值，并且將相應(yīng)于存在這些寄存器上。也可使用例如一個(gè)路徑上的浮點(diǎn)算術(shù)以及另一路徑上的固定點(diǎn)算術(shù)。在這個(gè)例子中，可以改變相同值的數(shù)值表示。如果格式改變，則作為本領(lǐng)域已知的，所配置的值的數(shù)值舍入誤差會體現(xiàn)，這樣的精確值將被略微改變。因此，對本文中的權(quán)利要求，“基本相等”的光束權(quán)重用于校準(zhǔn)比較測量和參考產(chǎn)生的發(fā)射器。
[0091]波束形成器378、380的輸出信號然后通過過濾器368、372和內(nèi)插器370按照發(fā)送鏈進(jìn)行處理。然后，這形成了LMS自適應(yīng)濾波器362的參照。在一個(gè)示例中，開關(guān)384可以通過復(fù)乘法器或定標(biāo)器模塊對于一起加入以形成基準(zhǔn)的所有四種可能的邏輯信道被替換，其中未使用的邏輯信道被編程零增益，有效地切斷形成參考的一部分的這個(gè)邏輯路徑的信號。因此，在該方式中，開關(guān)384、復(fù)數(shù)乘法器或定標(biāo)器模塊可用于校準(zhǔn)的基準(zhǔn)信號的選擇。
[0092]在引用圖3的例子中，只是兩個(gè)邏輯信道能夠由波束形成器306、310或378、380處理;然而應(yīng)當(dāng)理解，這里所包含的教導(dǎo)不限制實(shí)施方式只是兩條路徑。
[0093]此外，在另一示例(未示出以避免混淆圖3)中，可期望具有CFR信號處理塊332的實(shí)例，以形成參考信號生成的部分，串聯(lián)低通濾波器368，使得該處理鏈的信號經(jīng)過和比較測量下的發(fā)送路徑的相同表現(xiàn)。以這種方式，可提高校準(zhǔn)測量精度。
[0094]在一個(gè)示例實(shí)施例中，校準(zhǔn)收發(fā)器210進(jìn)一步被設(shè)置成處理所述反饋信號，以確定任何相位、振幅和/或延遲失配是否存在以及是否因此還需要每個(gè)單獨(dú)發(fā)送信號的定標(biāo)，如果可以實(shí)現(xiàn)，以實(shí)施進(jìn)一步的復(fù)標(biāo)量和/或延遲調(diào)整。
[0095]在本發(fā)明的實(shí)施例，可確定多個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)測量中的至少一個(gè)校準(zhǔn)修正系數(shù)。該至少一個(gè)校準(zhǔn)修正系數(shù)可以被應(yīng)用到輸入到天線陣列的多個(gè)發(fā)射器的一個(gè)或多個(gè)后續(xù)(例如，第二)信號，以便基本相等發(fā)射路徑的傳遞函數(shù)到一個(gè)或多個(gè)隨后(例如，第二)的信號的天線元件饋源。
[0096]在一個(gè)示例實(shí)施例中，校準(zhǔn)收發(fā)器210間歇運(yùn)行，如路徑延遲的相位和振幅響應(yīng)的改變是緩慢變化的現(xiàn)象。在一個(gè)示例中，校準(zhǔn)收發(fā)器210可以被配置成也通過例如監(jiān)控微處理器392而控制RF開關(guān)矩陣225內(nèi)的RF信號的路由。
[0097]參考圖4，根據(jù)本發(fā)明的示例方面，示例流程圖示出例如位于AAS中的有源天線系統(tǒng)中陣列校準(zhǔn)的方法。最初，在402，校準(zhǔn)模式被啟動，例如通過校準(zhǔn)算法的運(yùn)行。在一個(gè)示例中，校準(zhǔn)算法的啟動可以由例如從在基帶通信接口(例如，CPRI)上控制的遠(yuǎn)程監(jiān)模塊的指令的裝置開始觸發(fā)，或者例如，校準(zhǔn)算法可以被觸發(fā)并調(diào)度以開始AAS內(nèi)的機(jī)載軟件程序。在一個(gè)示例中，校準(zhǔn)算法的調(diào)度可以被配置成發(fā)生在預(yù)定的時(shí)間或可被觸發(fā)作為改變的操作條件的檢測的結(jié)果，例如由于環(huán)境變化，諸如其中有源天線模塊超過溫度閾值或者當(dāng)新的AAS安裝或當(dāng)AAS需要重新配置。替代地，在其他示例中，該算法可被啟動/觸發(fā)以由網(wǎng)絡(luò)元件，啟動，例如網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營和管理控制(OMC)實(shí)體或響應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃或通過在天線陣列的自優(yōu)化例程。
[0098]在404，至少一個(gè)校準(zhǔn)接收機(jī)被使能。該算法然后配置校準(zhǔn)反饋路徑，這在一個(gè)示例中包括接通相應(yīng)的反饋路徑電路，并設(shè)置影響的反饋信號的特性，例如一個(gè)或多個(gè)參數(shù):設(shè)置本地振蕩器(LO)頻率(多個(gè))和/或數(shù)字本地振蕩器(DLO)頻率，設(shè)置濾波器的帶寬，設(shè)定反饋接收器的增益響應(yīng)，等等。在一個(gè)示例中，并有利地，這些設(shè)置可以是所有反饋比較測量共同的，從而否定對校準(zhǔn)結(jié)果的任何影響。
[0099]在406，RF切換耦合矩陣然后被選定以路由對耦合器端口信號的一個(gè)的期望信號到反饋接收機(jī)。與該耦合的反饋信號相關(guān)聯(lián)的邏輯信道也已被選中。這些邏輯信道(使用開關(guān)384選擇)具有波束形成權(quán)重施加RefBFI374、RefBF2 376，對應(yīng)于測量的實(shí)際元件反饋。因此，在408，波束形成權(quán)重被選擇并分配到基準(zhǔn)生成塊。在一些示例中，所述波束形成權(quán)重可先前已經(jīng)確定，但應(yīng)是基本上相同于所選擇的反饋路徑中所用的。
[0100]在410，執(zhí)行校準(zhǔn)比較測量，例如使用至少均值平方(LMS)函數(shù)。在一個(gè)示例中，在得到結(jié)果之前，LMS函數(shù)可以給定時(shí)間以收斂到最終值。在一個(gè)例子中，等待收斂時(shí)間可取決于自適應(yīng)濾波器的一個(gè)或多個(gè)特性，容許的所得誤差和/或采用的任何LMS齒輪策略。
[0101]在一個(gè)示例中，在412，所執(zhí)行的校準(zhǔn)比較測量結(jié)果從LMS讀取，和存儲歸因于這一耦合反饋路徑。在一些示例中，所執(zhí)行的校準(zhǔn)比較測量可被存儲在集成的存儲模塊中。
[0102]在414，確定校正路徑是否是陣列的最終耦合反饋路徑。如果在414，該算法確定最終的比較測量結(jié)果還沒有被執(zhí)行并存儲，該流程圖轉(zhuǎn)換到406，新的反饋路徑被選擇并重復(fù)該過程。否則，算法進(jìn)行到416，并確定所存儲的比較測量結(jié)果是否預(yù)期的范圍內(nèi)。在一些示例中，預(yù)期的范圍可先前已經(jīng)確定。在這一點(diǎn)，在一些示例中，振幅性能方面的任何異常值可以被識別。這些例如可以是發(fā)射器鏈中的組件故障而導(dǎo)致。通常，這些結(jié)果可以指示報(bào)警狀態(tài)，或者它們可以觸發(fā)校正動作，以復(fù)位發(fā)射鏈的參數(shù)的形式。如果做不到這一點(diǎn)，就不會有的波束形成參數(shù)陣列的其余部分的變形，以補(bǔ)償發(fā)生故障的路徑。
[0103]如果該算法在416確定所得到的結(jié)果不在預(yù)期的范圍內(nèi)，則算法轉(zhuǎn)換到在418運(yùn)行故障檢測序列。否則，如果該算法在416確定所得到的結(jié)果是最終的比較測量的校準(zhǔn)序列以及結(jié)果落在預(yù)期公差范圍內(nèi)，則基準(zhǔn)發(fā)射器被選擇為所有參考振幅和相位在420。校準(zhǔn)算法的目的之一在于確保所有發(fā)射器的傳遞函數(shù)基本上相同，因此，波束形成信號整保存在天線元件饋源。出于這個(gè)原因，一個(gè)發(fā)射器被選擇為基準(zhǔn)，且所有其它發(fā)射器具有被確定以匹配該基準(zhǔn)發(fā)射器的傳遞函數(shù)的調(diào)整。該過程可涉及劃分基準(zhǔn)發(fā)射器的一個(gè)LMS IQ的結(jié)果和所有其他結(jié)果。在它提供例如預(yù)期范圍內(nèi)的最低增益以及所有其它發(fā)射器然后可調(diào)節(jié)到這個(gè)最低增益的基礎(chǔ)上，可以選擇基準(zhǔn)發(fā)射器。只要可向所述發(fā)射器的剩余部分調(diào)節(jié)，從而確保了所選擇的參考發(fā)射器的大致相等的傳遞函數(shù)，選擇所述基準(zhǔn)發(fā)射器的基礎(chǔ)并不重要。對于在此描述的這些實(shí)施例，大致相等的傳遞函數(shù)可以是校準(zhǔn)方案的容差范圍內(nèi)。在一個(gè)示例中，該容差可以是優(yōu)于增益均衡的I分貝變異和優(yōu)于相位均衡的20°變化。
[0104]在一個(gè)示例中，為了正?；舆t，測量結(jié)果的最長延遲結(jié)果可是指定參考，和所有其他路徑可相對于這一個(gè)測量。
[0105]在422，該算法可讀取之前分配到發(fā)射器的校準(zhǔn)修正系數(shù)，S卩CiA+Bj結(jié)果，如使用校準(zhǔn)修正系數(shù)寄存器316、318和相關(guān)聯(lián)的At結(jié)果，如圖3的延遲調(diào)整用寄存器326所用。在424，然后，420的歸一化調(diào)整優(yōu)于修改先前使用的歸一化結(jié)果，如在422編譯以產(chǎn)生一組新的校正系數(shù)。在一個(gè)示例中，根據(jù)在示例實(shí)施方式中使用的LMS調(diào)節(jié)路徑，并且如果所述信號增益調(diào)整計(jì)算是在分貝格式或線性格式，修正可以是加或減處理，或乘法或除法處理。延遲調(diào)整始終在加減運(yùn)算處理中修改。這將導(dǎo)致新的更新的系數(shù)，用于校正每個(gè)發(fā)射路徑。在426，更新的校準(zhǔn)修正系數(shù)被發(fā)送到每個(gè)發(fā)射器，其中更新的Ci A+Bj和Δ t被寫入寄存器存儲單元，例如316，326分別用于應(yīng)用校正調(diào)整因子到天線陣列的每個(gè)發(fā)射器路徑中處理的信號。校準(zhǔn)算法隨后在428完成。
[0106]以這種方式，一種校準(zhǔn)通過多個(gè)耦合器和多個(gè)天線元件饋源耦合到多個(gè)發(fā)射器的天線陣列的方法。該方法包括，在通信單元:選擇并耦合至少一個(gè)耦合器到所述通信單元的反饋路徑中的校準(zhǔn)接收器；由至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整至少一個(gè)第一信號;施加經(jīng)調(diào)整的至少一個(gè)第一信號到多個(gè)發(fā)射器中的第一發(fā)射器，和經(jīng)由所選擇的至少一個(gè)耦合器路由經(jīng)調(diào)整的至少一個(gè)第一信號到校準(zhǔn)接收器;通過以基本上等于所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重選擇和調(diào)整所述至少一個(gè)第一信號而生成基準(zhǔn)信號；比較使用所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號與由至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號基準(zhǔn)信號，以確定至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果;存儲與所述第一發(fā)射器相關(guān)聯(lián)的比較的至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果;對于隨后的發(fā)射器，重復(fù)選擇和耦合進(jìn)一步的耦合器、調(diào)整，施加至少一個(gè)另外的信號到多個(gè)發(fā)射器的進(jìn)一步的發(fā)射器，產(chǎn)生進(jìn)一步的參考信號，比較和存儲至少一個(gè)另外的參數(shù)結(jié)果，直到多個(gè)耦合器已被選中；以及從多個(gè)參數(shù)結(jié)果確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)，用于施加至少一個(gè)第二信號輸入到耦合到天線陣列中的所述多個(gè)發(fā)射器的至少一個(gè)發(fā)射器，以大致相等于具有向其應(yīng)用的波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二信號的天線元件饋源的多個(gè)發(fā)射路徑的傳遞函數(shù)。
[0107]現(xiàn)在參考圖5，示出典型計(jì)算系統(tǒng)500，其可以被用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例的信號處理功能。這種類型的計(jì)算系統(tǒng)可以在網(wǎng)絡(luò)元件/無線通信單元使用。在一些示例中，計(jì)算機(jī)程序和存儲介質(zhì)可以位于云或某處操作環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)中，例如在操作和管理中心(OMC)。相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員還將認(rèn)識到如何使用其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。計(jì)算系統(tǒng)500可代表例如臺式計(jì)算機(jī)、膝上型或筆記本計(jì)算機(jī)、手持計(jì)算設(shè)備(PDA、手機(jī)、掌上型電腦等)、大型機(jī)、服務(wù)器、客戶機(jī)或任何其它類型的專用或通用計(jì)算設(shè)備，如可能期望或適用于給定應(yīng)用或環(huán)境。計(jì)算系統(tǒng)500可包括一個(gè)或多個(gè)處理器，諸如處理器504。處理器504可以使用通用或?qū)Ｓ锰幚硪鎭韺?shí)現(xiàn)，諸如例如微處理器、微控制器或其他控制邏輯。在這個(gè)例子中，處理器504被連接到總線502或其它通信介質(zhì)。
[0108]計(jì)算系統(tǒng)500還可包括主存儲器508，諸如隨機(jī)存取存儲器(RAM)或其他動態(tài)存儲器，用于存儲由處理器504執(zhí)行的信息和指令。主存儲器508還可以用于存儲臨時(shí)變量或由處理器504執(zhí)行指令期間的其它中間信息。計(jì)算系統(tǒng)500同樣可以包括只讀存儲器(ROM)或耦合到總線502的其他靜態(tài)存儲裝置，用于存儲靜態(tài)信息和指令的處理器504。
[0109]計(jì)算系統(tǒng)500還可以包括信息存儲系統(tǒng)510，其可以例如包括介質(zhì)驅(qū)動器512和可拆卸存儲接口 520。介質(zhì)驅(qū)動器512可包括驅(qū)動器或其它機(jī)構(gòu)，以支持固定或可移動存儲介質(zhì)，例如作為硬盤驅(qū)動器，軟盤驅(qū)動器，磁帶驅(qū)動器，光盤驅(qū)動器，壓縮盤(CD)或數(shù)字視頻驅(qū)動器(DVD)讀或?qū)戲?qū)動器(R或RW)，或其他可移動或固定介質(zhì)驅(qū)動。存儲介質(zhì)518可以例如包括硬盤，軟盤，磁帶，光盤，CD或DVD，或讀取和寫入到介質(zhì)驅(qū)動器512的其它固定或可移動介質(zhì)。如這些示例所示，該存儲介質(zhì)518可以包括其中存儲有特定計(jì)算機(jī)軟件或數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。
[0110]在替代實(shí)施例中，信息存儲系統(tǒng)510可以包括其他類似的組件，用于允許計(jì)算機(jī)程序或其他指令或數(shù)據(jù)被載入計(jì)算系統(tǒng)500。這樣的組件可以例如包括可移動存儲單元522和接口 520，諸如程序盒式存儲器和盒式接口，可拆卸存儲器(例如，閃速存儲器或其它可拆卸存儲模塊)和存儲器插槽，以及其它可移動存儲單元522和接口 520，其允許軟件和數(shù)據(jù)從可移動存儲單元518傳送到計(jì)算系統(tǒng)500。
[0111]計(jì)算系統(tǒng)500還可以包括通信接口524。通信接口 524可用于允許軟件和數(shù)據(jù)在計(jì)算系統(tǒng)500和外部設(shè)備之間傳送。通信接口524的示例可包括調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)接口(諸如，以太網(wǎng)或其他NIC卡)、通信端口(諸如例如，通用串行總線(USB)端口)、PCMCIA槽和卡等，軟件和經(jīng)由通信接口 524傳送的數(shù)據(jù)是電子、電磁和光學(xué)或能夠通過通信接口 524接收的信號的形式。這些信號經(jīng)由信道528提供給通信接口 524。該信道528可以攜帶信號并且可以使用無線介質(zhì)、電線或電纜、光纖或者其它通信介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)。信道的一些例子包括電話線、蜂窩電話鏈路、RF鏈路、網(wǎng)絡(luò)接口、局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)和其它通信信道。
[0112]在這個(gè)文件中，術(shù)語“計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品”、“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”等通常可被用于指介質(zhì)，諸如例如，存儲器508，存儲設(shè)備518，或存儲單元522。這些和其他形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可存儲由處理器504使用的一個(gè)或多個(gè)指令，以使處理器執(zhí)行指定操作。這種指令一般被稱為“計(jì)算機(jī)程序代碼”(其可以以計(jì)算機(jī)程序或其他分組的形式被分組)，當(dāng)執(zhí)行時(shí)，使得計(jì)算系統(tǒng)500執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施例的功能。注意，代碼可直接使處理器執(zhí)行指定的操作，編譯這樣做，和/或與其它軟件、硬件和/或固件元件組合(例如，用于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)功能的庫)以這樣做。
[0113]另外，在其中元件使用軟件實(shí)現(xiàn)的實(shí)施例中，軟件可以存儲在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和加載到計(jì)算系統(tǒng)500，例如，可移動存儲驅(qū)動器522，驅(qū)動器512或通信接口 524控制邏輯(在這個(gè)例子中，軟件指令或計(jì)算機(jī)程序代碼)，當(dāng)由處理器504執(zhí)行時(shí)，使處理器504執(zhí)行如本文所述的本發(fā)明的功能。
[0114]應(yīng)當(dāng)理解，為了清楚起見，上面的描述參考不同的功能單元和處理器描述了本發(fā)明的實(shí)施例。然而，顯而易見的是，例如相對于該波束形成器邏輯或測量邏輯，可在不偏離本發(fā)明的情況下，使用不同功能單元或處理器之間任何適當(dāng)?shù)墓δ芊植?。例如，示出由單?dú)的處理器或控制器執(zhí)行的功能可以由同一處理器或控制器來執(zhí)行。因此，對于特定功能單元僅被視為參考適當(dāng)裝置用于提供所描述的功能，而不是指示嚴(yán)格的邏輯或物理結(jié)構(gòu)或組織。
[0115]本發(fā)明的方面可以以任何合適的形式，包括硬件，軟件，固件或這些的任何組合來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明可以可選地至少部分作為在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器和/或數(shù)字信號處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)軟件。因此，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的元件和組件可以在物理上，功能上和邏輯上以任何適當(dāng)?shù)姆绞綄?shí)現(xiàn)。實(shí)際上，功能可以在單個(gè)單元中實(shí)現(xiàn)，在多個(gè)單元中或者作為其他功能單元的一部分。
[0116]盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合一些實(shí)施例進(jìn)行了描述，但并不意在限于這里闡述的特定形式。相反，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求限定。另外，盡管特征可能看起來是結(jié)合特定實(shí)施例來描述的，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，所描述實(shí)施例的各種特征可以根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行組合。在權(quán)利要求書中，術(shù)語“包括”不排除其他元件或步驟的存在。
[0117]此外，盡管單獨(dú)列出，但是多個(gè)裝置、元件或方法步驟可以由例如單個(gè)單元或處理器實(shí)現(xiàn)。另外，盡管各個(gè)特征可以被包括在不同的權(quán)利要求中，這些可被有利地組合，并且包括在不同權(quán)利要求中并不意味著特征的組合是不可行的和/或有利的。另外，在一類權(quán)利要求中包括特征并不意味著限制于這種類型，而是指示該特征同樣適用于其它權(quán)利要求類別。
[0118]此外，特征在權(quán)利要求中的順序并不意味著其中特征必須執(zhí)行的任何具體順序，并且特別地，方法權(quán)利要求中各個(gè)步驟的順序并不意味著這些步驟必須按照該順序來執(zhí)行。而是，步驟可以以任何適當(dāng)?shù)捻樞驁?zhí)行。另外，單數(shù)引用并不排除多個(gè)。因此，提及“一”，“一個(gè)”，“第一”，“第二”等不排除多個(gè)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于通過多個(gè)耦合器和多個(gè)天線元件饋源校準(zhǔn)耦合到多個(gè)發(fā)射器的天線陣列的方法，該方法包括，在通信單元: 選擇并耦合至少一個(gè)耦合器到所述通信單元的反饋路徑中的校準(zhǔn)接收器； 由至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整至少一個(gè)第一信號； 施加經(jīng)調(diào)整的至少一個(gè)第一信號到多個(gè)發(fā)射器中的第一發(fā)射器，和經(jīng)由所選擇的至少一個(gè)耦合器路由經(jīng)調(diào)整的至少一個(gè)第一信號到校準(zhǔn)接收器； 通過以基本上等于所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重選擇和調(diào)整所述至少一個(gè)第一信號而生成基準(zhǔn)信號； 比較使用所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號與由至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號基準(zhǔn)信號，以確定至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果； 存儲與所述第一發(fā)射器相關(guān)聯(lián)的比較的至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果； 對于隨后的發(fā)射器，重復(fù)選擇和耦合進(jìn)一步的耦合器、調(diào)整，施加至少一個(gè)另外的信號到多個(gè)發(fā)射器的進(jìn)一步的發(fā)射器，產(chǎn)生進(jìn)一步的參考信號，比較和存儲至少一個(gè)另外的參數(shù)結(jié)果，直到多個(gè)耦合器已被選中；以及 從多個(gè)參數(shù)結(jié)果確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)，用于施加至少一個(gè)第二信號輸入到耦合到天線陣列中的所述多個(gè)發(fā)射器的至少一個(gè)發(fā)射器，以大致相等于具有向其應(yīng)用的波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二信號的天線元件饋源的多個(gè)發(fā)射路徑的傳遞函數(shù)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，使用至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整所述至少一個(gè)第一信號包括使用復(fù)數(shù)乘法調(diào)整。3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)包括:確定經(jīng)由復(fù)數(shù)乘法應(yīng)用的獨(dú)立的校準(zhǔn)參數(shù)。4.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括:基于每個(gè)共載頻分配多個(gè)獨(dú)立的校準(zhǔn)校正系數(shù)或重疊占用的頻譜基礎(chǔ)。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整所述至少一個(gè)第一信號包括:在第一扇區(qū)波束上發(fā)送的信號的比例，以及由至少一個(gè)第二波束形成器權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第二信號可包括在至少一個(gè)第二扇區(qū)波束上發(fā)送的信號的比例。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，施加到至少一個(gè)第一信號的至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重，以及施加到至少一個(gè)第二信號的至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重可以是不同的值，并且可以通過多個(gè)發(fā)射路徑的至少一個(gè)發(fā)射路徑的發(fā)射器同時(shí)處理。7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，比較與由至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的所述至少一個(gè)第一信號和由至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號參考信號可包括最小均方或最小均方誤差確定。8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，從多個(gè)參數(shù)的結(jié)果確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)用于施加到至少一個(gè)第二信號輸入可包括:親合在發(fā)射器的輸出具有向其施加的波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二信號到單個(gè)天線單元。9.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)包括:確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)，以基于所述多個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)測量同時(shí)支持天線陣列上的多個(gè)扇形波束。10.如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法，其中，比較由所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號與由至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號參考信號可以包括:修改自適應(yīng)濾波器確定，用于實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)換算系數(shù)的調(diào)整，用于校正耦合到天線陣列中的單個(gè)發(fā)射器傳輸函數(shù)。11.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括: 讀取相應(yīng)發(fā)射器的至少一個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)測量相關(guān)的至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)； 相關(guān)于至少一個(gè)其它發(fā)射器，正?；辽僖粋€(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù);和 響應(yīng)于此，存儲至少一個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)的調(diào)整，作為各發(fā)射器的校準(zhǔn)校正系數(shù)。12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，對于至少一個(gè)其它發(fā)射器歸一化至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)方法包括:相對于被確定為具有最長等待時(shí)間的發(fā)射器，歸一化至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)。13.如任意前述權(quán)利要求所述的方法，其中，比較使用至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號與由至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號參考信號可以進(jìn)一步包括:響應(yīng)其上，確定校正因子。14.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，確定至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果包括:確定所述至少一個(gè)校準(zhǔn)測量的結(jié)果是否落在特定的結(jié)果范圍內(nèi)，并響應(yīng)于否定確定，起始如下的至少一個(gè):故障檢測算法、天線陣列糾正措施。15.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述至少一個(gè)第一信號和所述至少第二信號是同一信號。16.如前述任一權(quán)利要求所述的方法，其中，確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)，用于施加至少一個(gè)第二信號輸入多個(gè)發(fā)射器的至少一個(gè)發(fā)射器可以包括:使用重疊頻譜占用或多個(gè)載波頻率，生成單個(gè)載波頻上的多個(gè)扇區(qū)。17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，在單載波頻產(chǎn)生多個(gè)扇區(qū)使用有源天線系統(tǒng)的共同天線元件。18.如任意前述權(quán)利要求所述的方法，進(jìn)一步包括提供如下至少一個(gè)的光束扇區(qū)劃分:垂直平面、水平平面。19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，為至少兩個(gè)波束提供光束扇區(qū)劃分包括:提供第一功率的第一扇形光束和以不同的第二功率的第二扇形光束。20.如權(quán)利要求18或權(quán)利要求19所述的方法，其中，對于至少兩個(gè)光束提供光束扇區(qū)劃分包括:提供在在第一波束寬度的第一扇形光束和在不同的第二波束寬度的第二扇形光束。21.—種用于校準(zhǔn)天線陣列，其包括通過各自的耦合器端口耦合到多個(gè)各自收發(fā)機(jī)的多個(gè)天線元件的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括程序代碼，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括程序代碼，可操作用于當(dāng)在通信單元中執(zhí)行，執(zhí)行任何前述權(quán)利要求的方法。22.—種用于校準(zhǔn)天線陣列的通信單元，該通信單元包括: 多個(gè)發(fā)射器，可操作地耦合到包括多個(gè)天線元件的天線陣列； 開關(guān)矩陣，包括多個(gè)耦合器和開關(guān)，可操作地耦合所述多個(gè)天線元件饋源的多個(gè)發(fā)射器； 至少一個(gè)校準(zhǔn)接收器，可操作地耦合到所述開關(guān)矩陣和位于反饋路徑，使得所述至少一個(gè)校準(zhǔn)接收器可經(jīng)由可選擇的耦合器端口饋源操作地耦合到所述多個(gè)發(fā)射器和多個(gè)天線元件； 至少一個(gè)波束形成器，設(shè)置成與至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重比例繪制的至少一個(gè)第一信號和經(jīng)調(diào)整的至少一個(gè)第一信號施加給所述第一發(fā)射器路由經(jīng)由經(jīng)調(diào)整的至少一個(gè)第一信號的多個(gè)發(fā)射器的第一發(fā)射器一個(gè)選擇的至少一個(gè)耦合器到校準(zhǔn)接收器； 信號發(fā)生器，通過以基本上等于所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重的至少一個(gè)第二波束形成權(quán)重選擇和調(diào)整所述至少一個(gè)第一信號，設(shè)置成產(chǎn)生基準(zhǔn)信號； 測量邏輯，可操作地耦合到所述至少一個(gè)校準(zhǔn)接收器和信號發(fā)生器，和經(jīng)配置成比較使用所述至少一個(gè)第一波束形成權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號與由至少一個(gè)第二波束成形權(quán)重調(diào)整的至少一個(gè)第一信號基準(zhǔn)信號的，以確定至少一個(gè)第一參數(shù)結(jié)果； 存儲器，可操作地耦合到測量邏輯，和配置成存儲與所述第一發(fā)射器相關(guān)聯(lián)的比較結(jié)果; 其中，所述信號發(fā)生器和測量邏輯被配置為對于隨后的發(fā)射器，重復(fù)選擇和耦合到另一個(gè)耦合器、調(diào)整操作、施加信號到多個(gè)發(fā)射器的另一發(fā)射器、產(chǎn)生進(jìn)一步的基準(zhǔn)信號、比較和存儲，直到多個(gè)耦合器已被選擇；以及 處理器，配置為從多個(gè)參數(shù)結(jié)果確定至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù);和至少一個(gè)復(fù)數(shù)乘法器，配置為應(yīng)用至少一個(gè)校準(zhǔn)校正系數(shù)到耦合到天線陣列中的多個(gè)發(fā)射器的至少一個(gè)發(fā)射器的至少一個(gè)第二信號輸入，以大致相等具有向其施加波束形成權(quán)值的至少一個(gè)第二信號的天線元件饋源的多個(gè)發(fā)射路徑的傳遞函數(shù)。23.如權(quán)利要求22所述的通信單元，其中至少一個(gè):進(jìn)一步耦合器、至少一個(gè)進(jìn)一步信號、進(jìn)一步的參考信號、至少一個(gè)進(jìn)一步的參數(shù)結(jié)果相同于所述第一信號所用的。
【文檔編號】H01Q3/26GK105940552SQ201480045216
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年8月15日
【發(fā)明人】C·奧克菲, M·奧布賴恩, S·塞克斯頓
【申請人】亞德諾半導(dǎo)體集團(tuán)