[发明专利]一种大规模通道的硬件校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及大规模MIMO传输系统，特别是涉及一种大规模通道的硬件校正方法。

背景技术

大规模多输入多输出(MIMO)系统的基本特征是在基站侧配置大规模的天线阵列。大规模的天线阵列提供了很高的空间分辨率，不同用户可以在同一时频资源上使用不同的空间自由度与基站进行通信，从而可以达到更高的频谱效率。另外，由于用户的波束可以限制在很小的范围内，用户间干扰显著降低。在大规模MIMO系统中，基站侧每根天线的发射功率与天线数目的平方呈反比，从而大幅度减小了系统发射功率，更加符合绿色通信的理念。上述优点使得大规模MIMO技术得到了无线通信领域的广泛关注。

实际上，传输信道不仅仅包括无线信道，也包括收发两侧的射频电路。基站侧配置的多天线阵列和多收发通道必然存在系统误差，不仅在硬件设计上、电路制造上以及机械加工中会引起误差，环境的变化、天线的耦合、器件的老化也会引起误差。这些误差最终导致了各通道的幅度和相位的不一致性。从信号传输的角度，幅度和相位的不一致性相当于给无线信道造成了失真，影响了大规模MIMO传输的性能。

通道校正技术对大规模MIMO系统的工程实现十分重要。由于射频通道的硬件校正方法具有复杂度低、速度快、准确性高等特点，在实际中得到了应用。然而，现有技术中的硬件校正方法一般仅针对TDD系统中通过瞬时信道信息进行预编码的传输方法，对于利用统计信道信息的大规模MIMO传输传输方法，通常需要分别对基站侧接收通道和发射通道的不一致性进行校正。本发明提出了一种硬件校正方法，分别对基站侧接收通道和发射通道进行校正。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够分别对基站侧接收通道和发射通道不一致性进行校正的硬件校正方法。

技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明所述的大规模通道的硬件校正方法，通过在基站侧配置多工器、定向耦合器、控制信号模块、相位补偿模块和基带处理模块，对通道误差进行校正；多工器的输出端连接接收通道，多工器的第一输入端连接发射通道，多工器的第二输入端连接外部信号源，多工器的第三输入端连接天线的接收端，控制信号模块控制多工器选路以及接收通道与基带处理模块之间是否接入相位补偿模块，控制信号模块还控制基带处理模块的功能和系统工作模式的选择，系统工作模式包括接收通道校正模式、发射通道校正模式和正常收发模式。

进一步，当系统工作在接收通道校正模式时，控制信号模块控制多工器选择输出第二输入端的信号，控制接收通道与基带处理模块之间接入相位补偿模块，基带处理模块根据接收到的信号进行计算，得到接收通道的校正参数。

进一步，所述接收通道的校正参数Γ_R如式(1)所示：

式(1)中，如式(2)所示：

式(2)中，M为基站侧天线的数量，为接收通道校正模式下第n₁次接收到的信号，N₁为接收通道校正模式下总的信号收集次数。

进一步，当系统工作在发射通道校正模式时，控制信号控制多工器选择输出第一输入端的信号，控制接收通道与基带处理模块之间不接入相位补偿模块，基带处理模块根据接收到的信号进行计算，得到发射通道的校正参数。

进一步，所述发射通道的校正参数Γ_T如式(3)所示：

式(3)中，如式(4)所示：

式(4)中，M为基站侧天线的数量，为发射通道校正模式下第n₂次接收到的信号，N₂为发射通道校正模式下总的信号收集次数，P″如式(5)所示，如式(6)所示：

P″＝diag(p₁,...,p_m,...,p_M) (5)

式(5)中，对于m＝{1,2,…,M}，|p_m|²＝1；

式(6)中，为接收通道校正模式下第n₁次接收到的信号，N₁为接收通道校正模式下接收信号的次数。

进一步，接收通道校正和发射通道校正完毕后，基带处理模块控制多工器选择输出第三输入端的信号，控制接收通道与基带处理模块之间接入不相位补偿模块，系统工作于正常收发模式。