[发明专利]天线校准方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种天线校准方法和设备。

背景技术

MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，多输入多输出）系统指在发射端和接收端都装有多根天线的系统。MIMO系统在传统的时频处理的基础上增加了空域的处理，可以进一步获得阵列处理增益和分集增益。MIMO系统中，如果发射机能够以某种方式获知信道信息，就可以根据信道特性对发送信号进行优化，以提高接收质量并降低对接收机复杂度的要求。线性预编码/波束赋形技术就是其中一种优化方法，是对抗衰落信道，降低差错概率，提高系统性能的有效手段。

多天线线性预编码/波束赋形传输技术中，基站到UE（User Equipment，用户设备，即终端设备）的信道信息是影响系统性能的一个重要因素。FDD（Frequency Division Duplexing，频分双工）系统中，UE通过上行信道将估计得到的信道信息反馈给基站，占用了大量的上行信道资源，且会引入量化误差等。在TDD（Time Division Duplexing，时分双工）系统中，上行和下行的信号在相同的频段上发送，因此上下行信道的互易性成立。

所谓互易性是指上行信道和下行信道相同。利用上下行信道互易性可以由UE发送的上行信号估计出上行信道，从而获得下行信道信息，省去了大量的反馈开销。

信道的互易性对空间传播的物理信道成立。信号在基带处理完成后要经过发射电路输送到天线，而从天线接收的信号也要经过接收电路输送到基带。一般来说，发射电路和接收电路是两个不同的电路，因此由发射电路和接收电路引入的时延以及幅度增益并不相同，也就是说收发电路不匹配。发射电路和接收电路的不匹配导致上下行信道互易性并不严格成立。

如果上下行电路不匹配，尤其是时延不同时，则无法保证各天线的信号同相叠加，使得接收信号的信噪比降低，造成性能恶化。

一种抵消上下行电路不匹配造成的影响的方法是进行天线校准：根据UE上报的信息以及/或基站测量到的信息计算出校准因子，对由上行信号估计出来的信道进行补偿调整，或者对待发送的数据进行补偿调整。

另一方面，多点协作传输（Coordinated Multi-Point，CoMP）技术是地理位置上分离的多个传输点之间的协作。多个传输点是不同小区的基站或者一个小区内部的分离的多个传输点。多点协作传输技术分下行的协作传输和上行的联合接收。下行多点协作传输技术方案主要分为两类：协同调度和联合发送。

协同调度是通过小区之间的时间、频率和空间资源的协调，避免或者降低相互之间的干扰。小区间的干扰是制约小区边缘UE性能的主要因素，因此协同调度通过降低小区间的干扰，可以提高小区边缘UE的性能。如图1所示，通过3个小区的协同调度，将可能会相互干扰的三个UE调度了到相互正交的资源上（以不同的颜色表示不同的资源），有效的避免了小区之间的干扰。

联合发送方案中多个小区同时向UE发送数据，以增强UE接收信号。如图2所示，三个小区在相同的资源上向一个UE发送数据，UE同时接收多个小区的信号。一方面，来自多个小区的有用信号叠加可以提升UE接收的信号质量，另一方面，降低了UE受到的干扰，从而提高系统性能。

类似于单点（单小区）多天线传输方案，多点协作传输技术是否可以有效实施依赖于发射端所能获得的信道状态信息。发射端获得理想的信道状态信息后，可以用线性预编码（波束赋形）技术来提高信号质量以及抑制用户彼此之间的干扰。发射端可以通过终端的反馈获得信道状态信息，但是反馈信道会占用宝贵的上行频谱资源，从而降低上行的频谱效率。这点在多点协作传输中尤为明显，参与协作传输的每个小区（传输点）都需要获得到终端的信道状态信息，因此其反馈开销是随着协作点的数目而线性增加的。考虑到具体的传输方案，对信道状态信息要求的精度也可能更高，这就意味着占用更多的上行带宽资源。本已经很紧张的上行传输资源此时更加显得捉襟见肘。同时，因为上行信道的容量受限，反馈的信道状态信息不可避免的存在量化误差。量化误差则会降低多点协作传输的性能。TDD系统中利用信道互易性获得信道状态信息不会带来额外的反馈开销，且不存在因反馈而引入的量化误差，是十分有竞争力的解决方案。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

利用信道互易性的CoMP方案同样面临着天线校准的要求，如前所述的终端参与的空中接口校准需要上下行的导频信号。