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Title:
METHOD AND APPARATUS FOR ANTENNA CALIBRATION IN TDD WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM BASED ON COORDINATED MULTI-POINT (COMP)
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/054144
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention proposes a method and apparatus for antenna self-calibration in a Base Station (BS) of a Time Division Duplex (TDD) system based on CoMP technology. Firstly, computing the relative reciprocityof each pair of BS transceiver of the present BS relative to a calibration transceiver, and selecting a pair of BS transceiver as a reference BS transceiver to compute the relative reciprocityof each pair of BS transceiver of the present BS relative to the reference BS transceiver, wherein, i = 1, 2, …, N; secondly, transmitting a measurement signal to a calibration receiver through a calibration transmitter of the present BS, and measuring the channel responseof the calibration transceiver of the present BS, wherein,, k = 1, 2, …, M; then, measuring the channel responseof the calibration receiver of the present BS; next, computing the absolute reciprocityof the calibration transceiver of the present BS through the formula; and lastly, according to an obtained global reference value, computing the global relative calibration weightof each pair of BS transceiver of the present BS through the formula. The technical solution of the present invention enables the antenna calibration of a TDD wireless communication system based on CoMP technology.

Inventors:
LUO, Qinglin (No. 388, Ningqiao RoadPudong Jinqiao, Shanghai 6, 201206, CN)
罗庆霖 (中国上海市浦东金桥宁桥路388号, Shanghai 6, 201206, CN)
Application Number:
CN2009/074787
Publication Date:
May 12, 2011
Filing Date:
November 04, 2009
Export Citation:
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Assignee:
ALCATEL-LUCENT SHANGHAI BELL CO., LTD. (No. 388, Ningqiao RoadPudong Jinqiao, Shanghai 6, 201206, CN)
上海贝尔股份有限公司 (中国上海市浦东金桥宁桥路388号, Shanghai 6, 201206, CN)
ALCATEL LUCENT (54 Rue La Boétie, Paris, Paris, Paris, FR)
阿尔卡特朗讯 (法国巴黎市波艾蒂耶大街54号, Paris, Paris, FR)
International Classes:
H04L25/03; H04B7/04; H04W24/00
Attorney, Agent or Firm:
KING & WOOD PRC LAWYERS (31/F, Office Tower A Jianwai SOHO,39 Dongsanhua Zhonglu, Chaoyang District, Beijing 2, 100022, CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1. 一种在基于 CoMP技术的 TDD通信系统的基站中用于天线自校 准的方法, 其特征在于, 所述方法包括以下步骤:

a. 计算本基站的每对基站收发器相对于校准收发器的相对互易性 以及选择一对基站收发器作为参考基站收发器计算本基站的每对基 站收发器相对于参考基站收发器的相对互易性 , 其中, i表示本基站 的多对基站收发器中的第 i对基站收发器, 2, …, N;

b. 通过本基站的校准发送器发送测量信号至校准接收器, 测量本 基站的校准收发器的信道响应 hc,k, 其中, hc,k = hct,khcr,k , k表示本基站 为所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统中的第 k个基站, k=l , 2, …, M; M表示所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统中所有协同基站的个 数;

c 测量本基站的校准接收器的信道响应 hcr k; d. 通过以下公式计算本基站的校准收发器的绝对互易性 wc t

, ,

e. 根据已获取的全局参考量 通过以下公式计算本基站的每对 基站收发器的全局相对校准权重 A

wi = w( ~ - 其中, 为本基站的参考基站收发器的绝对互易性, ^ = ^^ , Wm为本基站的参考基站收发器的绝对互易性或其余协同基站中的一个 基站的参考基站收发器的绝对互易性。

2. 根据权利要求 1所述方法, 其特征在于, 所述步骤 e之后还包括 以下步驟: f. 根据计算得到的本基站的每对基站收发器的全局相对校准权重 , 通过以下公式计算本基站的每对基站收发器的绝对校准权重

3.根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述步骤 e还包括以 下步骤:

el .接收来自其余协同基站中的一个基站发送的全局参考量 ww; e2.根据已接收到的全局参考量 wOT ,通过以下公式计算本基站的每 对基站收发器的全局相对校准权重 A

^ - ^t

wt = wi ~ - 其中, ^为本基站的参考基站收发器的绝对互易性, 为其余协 同基站中的一个基站的参考基站收发器的绝对互易性。

4.根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述步骤 e还包括以 下步骤: el '. 通过本基站与其余协同基站之间的逻辑链路, 将本基站的参考 基站收发器的绝对互易性作为全局参考量 ww发送至其余协同基站; e2,. 根据所述全局参考量 通过以下公式计算本基站的每对基 站收发器的全局相对校准权重 wt 二 ~ - 其中, Wt , 均为本基站的参考基站收发器的绝对互易性。

5.根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述步骤 C包括以下 步骤:

cl. 通过本基站的随机序列发生器发送随机序列至本基站的校准接 收器;

c2. 测量序列发生器校准接收器的信道响应 = ½^ ^^, 其中, sG,k表示本基站的随机序列发生器的信道响应, ,k表示本基站的校 准接收器的信道响应;

c3. 通过以下公式计算本基站的校准接收器的信道响应 hcr k

,lRSG,k

6.根据权利要求 1所述的方法, 其特征在于, 所述步骤 a包括以下 步骤:

al . 通过本基站的多个基站发送器同时发送多路正交的校准信号至 本基站的校准接收器, 测量发送器校准环路的信道响应 ^· = ,,Α , 其 中, , ,表示本基站的第 i个基站发送器的信道响应, ^表示本基站的 校准接收器的信道响应; 以及通过本基站的校准发送器分别发送校准信 号至本基站的多个基站接收器, 测量接收器校准环路的信号响应

Ki = KK,i, 其中, ¾ 表示本基站的第 i个基站接收器的信道响应, 表示本基站的校准发送器的信道响应;

a2.根据以下公式计算本基站的每对基站收发器相对于校准收发器 的相对互易性 a3. 从本基站的多对基站收发器中选择一对基站收发器作为参考基 站收发器, 并计算所述参考基站收发器相对于校准收发器的相对互易性 a4. 通过以下公式计算本基站的每对基站收发器相对于参考基站收 发器的相对互易性^

一 wt

w,

7. —种在基于 CoMP技术的 TDD通信系统的基站中用于天线空中 校准的方法, 其特征在于, 所述方法包括以下步骤:

A. 计算本基站的每对基站收发器相对移动站收发器的相对互易性 其中, i表示本基站的多对基站收发器中的第 i对基站收发器, i=l, 2, ··· , N;

B. 根据已接收到的全局参考量 , 通过以下公式计算本基站的每 对基站收发器的全局相对校准权重

其中, s=l , 2, …, L; L为所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统 中所有协同基站的基站收发器的对数。

8.根据权利要求 7所述的方法,其特征在于,所述步骤 A包括以下 步骤:

A1. 通过本基站的多个基站发送器同时发送多路正交的校准信号至 移动站的移动站接收器;

A2.接收来自移动站的对应本基站的发送器校准环路的信道响应 htj = AuAnr ,其中, „表示本基站的第 i个基站发送器的信道响应; 表示本基站的空中接口的信道响应, r表示所述移动站接收器的 信道响应;

A3. 通过接收到的由所述移动站的移动站发送器发送给本基站的多 个基站接收器的校准信号, 测量对应本基站的接收器校准环路的信道响 · ί

第 i个基站接收器的信道响应, 表示移动站发送器的信道响应;

A4. 根据以下公式计算本基站的每对基站收发器相对移动站收发器 的相对互易性

9. 一种在基于 CoMP技术的 TDD通信系统的移动站中用于辅助天 线空中校准的方法, 其特征在于, 所述方法包括以下步骤:

i.通过本移动站的移动站接收器接收来自多个基站中每个基站的多 个基站发送器发送的多路正交的校准信号;

ii. 根据所接收到的多路正交的校准信号, 测量对应每个基站的发 送器校准环路的信道响应^ = ,A^. ^, 并将其发送给每个基站, 其 中, 表示本基站的第 i个基站发送器的信道响应; 表示本基站 的空中接口的信道响应, r表示所述移动站接收器的信道响应;

iii. 通过本移动站的移动站发送器发送校准信号至多个基站中的每 个基站的多个基站接收器。

10. 一种在基于 CoMP技术的 TDD通信系统的基站中用于天线自校 准的自校准装置, 其特征在于, 所述自校准装置包括:

第一计算装置, 用于计算本基站的每对基站收发器相对于校准收发 器的相对互易性 以及选择一对基站收发器作为参考基站收发器计算 本基站的每对基站收发器相对于参考基站收发器的相对互易性 , 其 中, i表示本基站的多对基站收发器中的第 i对基站收发器, i=l, 2, ..· , N;

第一测量装置, 用于通过本基站的校准发送器发送测量信号至校准 接收器,测量本基站的校准收发器的信道响应 hc,k,其中, = hct,khcr,k , k表示本基站为所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统中的第 k个基站, k=l , 2, …, M; M表示所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统中所有 协同基站的个数;

第二测量装置, 用于测量本基站的校准接收器的信道响应 hcr k; 第二计算装置, 用于通过以下公式计算本基站的校准收发器的绝对 互易性 w

第三计算装置, 用于根据已获取的全局参考量 ww, 通过以下公式 计算本基站的每对基站收发器的全局相对校准权重 wi = wi ~ - w 其中, 为本基站的参考基站收发器的绝对互易性, wt = wtwCik , wm为本基站的参考基站收发器的绝对互易性或其余协同基站中的一个 基站的参考基站收发器的绝对互易性。

11.根据权利要求 10所述的自校准装置, 其特征在于, 所述自校准 装置还包括:

第四计算装置, 用于根据计算得到的本基站的每对基站收发器的全 局相对校准权重 A ,通过以下公式计算本基站的每对基站收发器的绝对 校准权重

12.根据权利要求 10所述的自校准装置, 其特征在于, 所述第二测 量装置包括:

第一发送装置, 用于通过本基站的随机序列发生器发送随机序列至 本基站的校准接收器;

第三测量装置, 用于测量序列发生器校准接收器的信道响应 = sG,Ar,k , 其中, 表示本基站的随机序列发生器的信道响应, K,k表示本基站的校准接收器的信道响应;

第五计算装置, 用于通过以下公式计算本基站的校准接收器的信道 响应 hcr k

13.根据权利要求 10所述的自校准装置, 其特征在于, 所述第一计 算装置包括:

第四测量装置, 用于通过本基站的多个基站发送器同时发送多路正 交的校准信号至本基站的校准接收器, 测量发送器校准环路的信道响应

= Κ, ,其中, 表示本基站的第 i个基站发送器的信道响应, 表示本基站的校准接收器的信道响应; 以及通过本基站的校准发送器分 别发送校准信号至本基站的多个基站接收器, 测量接收器校准环路的信 号响应 hr i = hcthbr i, 其中, 表示本基站的第 i个基站接收器的信 道响应, 表示本基站的校准发送器的信道响应;

第六计算装置, 用于根据以下公式计算本基站的每对基站收发器相 对于校准收发器的相对互易性 选择装置, 用于从本基站的多对基站收发器中选择一对基站收发器 作为参考基站收发器, 并计算所述参考基站收发器相对于校准收发器的 相对互易性 ;

第七计算装置, 用于通过以下公式计算本基站的每对基站收发器相 对于参考基站收发器的相对互易性^

w. =—〜

14. 一种在基于 CoMP技术的 TDD通信系统的基站中用于天线空中 校准的空中校准装置, 其特征在于, 所述空中校准装置包括:

第八计算装置, 用于计算本基站的每对基站收发器相对移动站收发 器的相对互易性 , 其中, i表示本基站的多对基站收发器中的第 i对 基站收发器, i=l , 2, ··. , N;

第九计算装置,用于根据已接收到的全局参考量 ,通过以下公式 计算本基站的每对基站收发器的全局相对校准权重

其中, s=l, 2, ·.. , L; L为所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统 中所有协同基站的基站收发器的对数。

15.根据权利要求 14所述的空中校准装置, 其特征在于, 所述第八 计算装置包括:

第二发送装置, 用于通过本基站的多个基站发送器同时发送多路正 交的校准信号至移动站的移动站接收器;

第二接收装置, 用于接收来自移动站的对应本基站的发送器校准环 路的信道响应 i = Ai r, 其中, ,i表示本基站的第 i个基站发送 器的信道响应; 表示本基站的空中接口的信道响应, 表示所述 移动站接收器的信道响应; 第五测量装置, 用于通过接收到的由所述移动站的移动站发送器发 送给本基站的多个基站接收器的校准信号, 测量对应本基站的接收器校 准环路的信道响应 hr i = hmthAi ihbr i , 其中, 表示空中接口的信号 响应, 表示第 i个基站接收器的信道响应, Ami表示移动站发送器的 信道响应;

第十计算装置, 用于根据以下公式计算本基站的每对基站收发器相 对移动站收发器的相对互易性

Description:
基于 CoMP的 TDD无线通信系统中 天线校准的方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信系统,尤其涉及基于协作 多点传输( Cooperative Multipoint Processing, CoMP )技术的时分双工 ( Time Division Duplex, TDD )无线通信系统。 背景技术

在 TDD无线通信系统中, 基站到移动台之间的上行和下行通信使 用同一频率信道 (即载波)的不同时隙, 用时间来分离接收和传送信道, 某个时间段由基站发送信号给移动台, 另外的时间由移动台发送信号给 基站。 基站和移动台之间必须协同一致才能顺利工作 。

由于 TDD系统中, 上下行在相同的频带内传输, 也就是说具有上 下行信道的互易性, 因此,可以通过上行信道参数对下行信道进行 估计。 但是, 由于 TDD系统的基站和移动站中用于接收和发送的射 频电路的 差异, 以及其他一些因素, 例如, 由于速度产生的多普勒频偏等, 使得 上下行信道实际上并不互易, 因此, 需要对基站的发送天线和接收天线 进行校准以补偿上述差异。

目前, 在大部分 TDD系统中相对校准得到广泛应用。 在现有的方 案中, 主要有以下两种相对校准方式。

方案一: 传统的单小区天线的相对校准

如图 1所示, 假设基站有两根天线, 由收发转换器控制每根天线分 时发送和接收信号。 该基站包括两个基站发送器 (第 1基站发送器, 第 2基站发送器), 以及两个基站接收器(第 1基站接收器, 第 1基站接收 器), 还包括校准发送器和校准接收器。

首先, 通过两个基站发送器同时发送两路正交的校准 信号至校准接 收器, 用于测量得到发送器校准环路的信道响应,

其中, 表示测量得到的发送器器校准环路的信道响应 ; h bt i 表示 第 i个基站发送器的信道响应, i=l,2; ^表示校准接收器的信道响应。

通过校准发送器分别发送校准信号至两个基站 接收器, 用于测量得 到接收器校准环路的信道响应,

K,i : ,i

其中, 表示测量得到的接收器校准环路的信道响应, r,,表示第 i个基站接收器的信道响应, ^表示校准发送器的信道响应。

然后, 计算第 i基站发送器和第 i基站接收器的互易性,

其中,

最后, 规一化以及获取相对互易性,

― W. h: , 由于 , h r . , h r l , 均为测量得到的值, 因此, ^是一个可计 算出的数值。

此处, "^被选择作为该基站的互易性参考量, ^作为相对校准的 权重。

方案二: 传统的单小区空中校准( Over-the-air Calibration ) 如图 2所示, 假设基站有两根天线, 由收发转换器控制每根天线分 时发送和接收信号。 该基站包括两个基站发送器(第 1基站发送器, 第 2基站发送器), 以及两个基站接收器(第 1基站接收器, 第 1基站接收 器)。 移动站有一^^天线, 由收发器控制该天线分时发送和接收信号。 该移动站包括移动站发送器和移动站接收器。

首先, 通过两个基站发送器同时发送两路正交的校准 信号至移动站 接收器, 用于测量得到发送器校准环路的信道响应, 其中, 表示测量得到的发送器校准环路的信道响应; 表示第 i个基站发送器的信道响应, i=l,2; 表示空中接口的信道响应, r 表示移动站接收器的信道响应。

需要说明的是, 由于移动站的基带和基站的基带不处于同一处 , 因 此, 移动站在测量得到 之后, 需要通过空中接口将 发送至基站。

通过移动站发送器分别发送校准信号至两个基 站接收器, 用于测量 得到接收器校准环路的信道响应,

K,i 二

其中, 表示测量得到的接收器校准环路的信道响应, 表示空 中接口的信号响应, 表示第 i个基站接收器的信道响应, 表示移 动站发送器的信道响应。

然后, 计算第 i基站发送器和第 i基站接收器的互易性,

其中,

最后, 规一化以及获取相对互易性,

由于 . , h r . , h r l , /^均为测量得到的值, 因此, 是一个可计 算出的数值。

此处, ^被选择作为该基站的互易性参考量, ^作为相对校准的 权重。

上述两种用于 TDD系统的相对校准方案仅用于单小区的应用场 景。 然而, 对于基于 CoMP技术的 TDD无线通信系统, 目前尚没有有效的 天线校准方案, 因此, 提供一种可用于基于 CoMP技术的 TDD无线通 信系统的天线校准方案是十分必要的。 发明内容 针对背景技术中的上述问题,提供了一种在基 于 CoMP技术的 TDD 通信系统中用于天线校准的方法和对应的装置 。

根据本发明的第一方面, 提供了一种在基于 CoMP技术的 TDD通 信系统的基站中用于天线自校准的方法, 其特征在于, 所述方法包括以 下步骤:

a. 计算本基站的每对基站收发器相对于校准收发 器的相对互易性 以及选择一对基站收发器作为参考基站收发器 计算本基站的每对基 站收发器相对于参考基站收发器的相对互易性 ^, 其中, i表示本基站 的多对基站收发器中的第 i对基站收发器, 2, ·.. , N;

b. 通过本基站的校准发送器发送测量信号至校准 接收器, 测量本 基站的校准收发器的信道响应 h c k , 其中, h c k = h ct k h cr ]c , k表示本基站 为所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统中的第 k个基站, k=l, 2, …, M; M表示所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统中所有协同基站的个 数;

c 测量本基站的校准接收器的信道响应^ d. 通过以下公式计算本基站的校准收发器的绝对 互易性

e. 根据已获取的全局参考量 w m , 通过以下公式计算本基站的每对 基站收发器的全局相对校准权重 w t = w t ~ - w 其中, 为本基站的参考基站收发器的绝对互易性, T , 二 !^ W c , 为本基站的参考基站收发器的绝对互易性或其 余协同基站中的一个 基站的参考基站收发器的绝对互易性。 可选的, 所述步骤 e之后还包括以下步骤: f. 才艮据计算得到的本基站的每对基站收发器的 全局相对校准权重 , 通过以下公式计算本基站的每对基站收发器的 绝对校准权重 根据本发明的第二方面, 提供了一种在基于 CoMP技术的 TDD通 信系统的基站中用于天线空中校准的方法, 其特征在于, 所述方法包括 以下步骤:

A. 计算本基站的每对基站收发器相对移动站收发 器的相对互易性 ^, 其中, i表示本基站的多对基站收发器中的第 i对基站收发器, i=l , 2, …, N;

B. 根据已接收到的全局参考量 , 通过以下公式计算本基站的每 对基站收发器的全局相对校准权重 〜 其中, s=l , 2, …, L; L为所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统 中所有协同基站的基站收发器的对数。

根据本发明的第三方面, 提供了一种在基于 CoMP技术的 TDD通 信系统的移动站中用于辅助天线空中校准的方 法, 其特征在于, 所述方 法包括以下步骤:

i.通过本移动站的移动站接收器接收来自多个 站中每个基站的多 个基站发送器发送的多路正交的校准信号;

ii. 根据所接收到的多路正交的校准信号, 测量对应每个基站的发 送器校准环路的信道响应 ^ = ,,/½ . ^ , 并将其发送给每个基站, 其 中, ,,表示本基站的第 i个基站发送器的信道响应; 表示本基站 的空中接口的信道响应, r表示所述移动站接收器的信道响应;

iii. 通过本移动站的移动站发送器发送校准信号至 多个基站中的每 个基站的多个基站接收器。

根据本发明的第四方面, 提供了一种在基于 CoMP技术的 TDD通 信系统的基站中用于天线自校准的自校准装置 , 其特征在于, 所述自校 准装置包括: 第一计算装置, 用于计算本基站的每对基站收发器相对于校准 收发 器的相对互易性 ^以及选择一对基站收发器作为参考基站收发 计算 本基站的每对基站收发器相对于参考基站收发 器的相对互易性 , 其 中, i表示本基站的多对基站收发器中的第 i对基站收发器, i=l , 2, …, N;

第一测量装置, 用于通过本基站的校准发送器发送测量信号至 校准 接收器,测量本基站的校准收发器的信道响应 h c k ,其中, = h ct , k h cr k , k表示本基站为所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统中的第 k个基站, k=l , 2, ..· , M; M表示所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统中所有 协同基站的个数;

第二测量装置, 用于测量本基站的校准接收器的信道响应 h cr k ; 第二计算装置, 用于通过以下公式计算本基站的校准收发器的 绝对 互易性 w

第三计算装置, 用于根据已获取的全局参考量 w w , 通过以下公式 计算本基站的每对基站收发器的全局相对校准 权重 A w t = w i ~ - 其中, 为本基站的参考基站收发器的绝对互易性, = w t w c ^ k , w m 为本基站的参考基站收发器的绝对互易性 或其余协同基站中的一个 基站的参考基站收发器的绝对互易性。 根据本发明的第五方面, 提供了一种在基于 CoMP技术的 TDD通 信系统的基站中用于天线空中校准的空中校准 装置, 其特征在于, 所述 空中校准装置包括:

第八计算装置, 用于计算本基站的每对基站收发器相对移动站 收发 器的相对互易性 ■, 其中, i表示本基站的多对基站收发器中的第 i对 基站收发器, i=l, 2, …, N;

第九计算装置,用于根据已接收到的全局参考 量 通过以下公式 计算本基站的每对基站收发器的全局相对校准 权重 ι¾

其中, s=l, 2, …, L; L为所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统 中所有协同基站的基站收发器的对数。

根据本发明的第六方面, 提供了一种在基于 CoMP技术的 TDD通 信系统的移动站中用于辅助天线空中校准的辅 助空中校准装置, 其特征 在于, 所述辅助空中校准装置包括:

第三接收装置, 用于通过本移动站的移动站接收器接收来自多 个基 站中每个基站的多个基站发送器发送的多路正 交的校准信号;

第六测量装置, 用于根据所接收到的多路正交的校准信号, 测量对 应每个基站的发送器校准环路的信道响应 h t i = h bt i h AI i h mr , 并将其发送 给每个基站,其中, ¾ ·表示本基站的第 i个基站发送器的信道响应; 表示本基站的空中接口的信道响应, h mr 表示所述移动站接收器的信道 响应;

第三发送装置, 用于通过本移动站的移动站发送器发送校准信 号至 多个基站中的每个基站的多个基站接收器。

本发明的技术方案可用于基于 CoMP技术的 TDD无线通信系统的 天线校准。 附图说明

通过阅读以下结合附图对非限定性实施例的描 述, 本发明的其它目 的、 特征和优点将变得更为明显和突出。

图 1示出了根据现有技术的传统的单小区天线自 准的应用场景示 意图;

图 2示出了根据现有技术的传统的单小区天线空 校准的应用场景 示意图;

图 3示出了根据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD 通信系统中天线自校准的应用场景示意图;

图 4示出了才艮据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD 通信系统的基站中用于天线自校准的方法流程 图;

图 5示出了根据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD 通信系统中天线空中校准的应用场景示意图;

图 6示出了根据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD 通信系统的基站中用于天线空中校准的方法流 程图。

其中, 相同或相似的附图标记表示相同或相似的步骤 特征 /装置(模 块)。 具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案进行描述。

图 3示出了根据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD 通信系统中天线自校准的应用场景示意图。

需要说明的是, 图 3中仅以两个基站协同工作, 并且每个基站有两 根天线为例进行说明。 本领域普通技术人员可以理解, 在具体应用中, 协同工作的基站的个数可以大于 2个, 并且每个基站的天线数目也可以 大于 2根。

如图所示, 基站 11包括 2对基站收发器, 分别为第 1基站收发器, 包括第 1基站发送器和第 1基站接收器, 以及第 2基站收发器, 包括第 2基站发送器和第 2基站接收器。 基站 11还包括 1对校准收发器, 即校 准发送器和校准接收器。另外,基站 11的每根天线均由收发转换器控制 分时发送和接收信号。

基站 12也包括 2对基站收发器, 分别为第 3基站收发器, 包括第 3 基站发送器和第 3基站接收器, 以及第 4基站收发器, 包括第 4基站发 送器和第 4基站接收器。 基站 12还包括 1对校准收发器, 即校准发送 器和校准接收器。 另外, 基站 12 的每根天线均由收发转换器控制分时 发送和接收信号。 图 4示出了根据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD 通信系统的基站中用于天线自校准的方法流程 图。

以下参照图 4并结合图 3对本发明的一个实施例的在基于 CoMP技 术的 TDD通信系统的基站中用于天线自校准的方法进 行描述。

对于基站 11 , 首先, 在步骤 S41中, 基站 11计算 2对基站收发器 (第 1基站发送器和第 1基站接收器, 第 2基站发送器和第 2基站接收 器)相对于校准收发器的相对互易性 以及从 2对基站收发器中选择 1 对基站收发器作为参考基站收发器, 计算该 2对基站收发器相对于参考 基站收发器的相对互易性^, 其中, i=l, 2。

具体的,首先,通过基站 11的第 1基站发送器和第 2基站发送器同 时发送两路正交的校准信号至基站 11的校准接收器, 基站 11测量获得 发送器校准环路的信道响应 /^ = ¼ , 其中, ,,表示基站 11的第 i 基站发送器的信道响应, ^表示基站 11的校准接收器的信道响应。

以及, 通过基站 11的校准发送器分别发送校准信号至基站 11的第 1基站接收器和第 2基站接收器,基站 11测量获得接收器校准环路的信 道响应 ,i = KK,i, 其中, ,i表示基站 11的第 i基站接收器的信道 响应, ^表示基站 11的校准发送器的信道响应。

然后,基站 11通过以下公式计算 2对基站收发器相对于校准收发器 的相对互易性 其中, i=l , 2。

接着, 基站 11从 2对基站收发器中选择 1对基站收发器, 例如, 第 1 基站收发器作为参考基站收发器, 并计算该参考基站收发器相对于校 准收发器的相对互易性, 例如, 。

最后,基站 11通过以下公式计算两对基站收发器相对于参 基站收 发器的相对互易性^ 其中, 表示参考基站收发器相对于校准收发器的相对 互易性, 例 如, 选择第 1基站收发器作为参考基站收发器, 那么, = ί¾。

其次, 在步骤 S42中, 通过基站 11 的校准发送器发送测量信号至 校准接收器, 基站 11 测量获得校准收发器的信道响应 /^, 其中, ι = Κ,χΚ,χ。

接着, 在步骤 S43中, 基站 11测量校准接收器的信道响应 具体的,首先,基站 11通过随机序列发生器发送随机序列至校准接 收器。

然后, 基站 11 测量获得序列发生器校准接收器的信道响应 3 = °

其中, ^?^^表示基站 11的随机序列发生器的信道响应; ,ι表示 基站 11的校准接收器的信道响应。

另外, 考虑到测量的准确性, 可以使得随机序列发生器多次发送随 机序列, 以测量获得多个 ¾, 再对其取平均值。

最后, 通过以下公式计算基站 11的校准接收器的信道响应 j r i RSG,\

其中, ^½ G ,i表示基站 11的随机序列发生器的信道响应, 该值可在 工厂内测量获得并且存储在基站 11的 ROM中。

接着, 在步骤 S44中, 基站 11通过以下公式计算校准收发器的绝 对互易性 w c l

最后, 在步骤 S45中, 根据已获取的全局参考量 w w , 基站 11通过 以下公式计算本基站的每对基站收发器的全局 相对校准权重 A

其中, 为基站 11的参考基站收发器的绝对互易性, = w ( w c , 例如, 当 = ^, w x = w x w c 。 w w 为本基站 11的参考基站收发器的绝 对互易性, 或者协同基站 12的参考基站收发器的绝对互易性。

其中, 2。 1¾表示基站 11 的第 1基站收发器的全局相对校准 权重, 表示基站 11的第 2基站收发器的全局相对校准权重。

全局参考量 ^是由 CoMP调度器(CoMP Scheduler )选择并通过 一个指令通知基站 11或基站 12。 基站 11或基站 12获取了该全局参考 量 ^之后, 通过两个基站之间的逻辑链路, 例如, X.2, 通知对方。

可选的,基站 11还可以根据计算得到的 2对基站收发器的全局相对 校准权重 , 通过以下公式计算 2对基站收发器的绝对校准权重

w t = WjW c j。

其中, i=l , 2。

对于基站 12, 通过上述步骤基站 12可以获得 2对基站收发器(第 3基站收发器和第 4基站收发器) 的全局相对校准权重 w ( = w i — ^ 其中, 为基站 12的参考基站收发器的绝对互易性, w,, = c , 2 , 例如, 当 = w 3 时, w 3 = w 3 w c 2 。 为本基站 12的参考基站收发器 的绝对互易性, 或者协同基站 11的参考基站收发器的绝对互易性。

其中, i=3, 4 。 1¾表示基站 12的第 3基站收发器的全局相对校准 权重, 表示基站 12的第 4基站收发器的全局相对校准权重。

可选的, 基站 12还可以根据计算得到的 2对基站收发器的全局相 对校准权重 , 通过以下公式计算 2对基站收发器的绝对校准权重

w / = w t w c l

其中, i=3, 4。

图 5示出了根据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD 通信系统中天线空中校准的应用场景示意图。 需要说明的是, 图 5中仅以两个基站协同工作, 并且每个基站有两 根天线为例进行说明。 本领域普通技术人员可以理解, 在具体应用中, 协同工作的基站的个数可以大于 2个, 并且每个基站的天线数目也可以 大于 2根。

如图所示, 2对基站收发器, 分别为第 1基站收发器, 包括第 1基 站发送器和第 1基站接收器, 以及第 2基站收发器, 包括第 2基站发送 器和第 2基站接收器。另夕卜,基站 11的每根天线均由收发转换器控制分 时发送和接收信号。

基站 12也包括 2对基站收发器, 分别为第 3基站收发器, 包括第 3 基站发送器和第 3基站接收器, 以及第 4基站收发器, 包括第 4基站发 送器和第 4基站接收器。 另外, 基站 12的每根天线均由收发转换器控 制分时发送和接收信号。

移动站 2包括 1对移动站收发器, 分别为移动站发送器和移动站接 收器, 移动站 2包括一根天线, 其由收发转换器控制分时发送和接收信 号。

图 6示出了根据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD 通信系统的基站中用于天线空中校准的方法流 程图。

以下参照图 6并结合图 5对本发明的一个实施例的在基于 CoMP技 术的 TDD通信系统的基站中用于天线空中校准的方法 进行描述。

对于基站 11, 首先, 在步骤 S61 中, 基站 11计算 2对基站收发器 (第 1基站发送器和第 1基站接收器, 第 2基站发送器和第 2基站接收 器)相对移动站收发器的相对互易性 , 其中, 1 , 2。

具体的,首先,基站 11通过第 1基站发送器和第 2基站发送器同时 发送两路正交的校准信号至移动站 2的移动站接收器。

移动站 2通过移动站接收器接收到来自基站 11的第 1基站发送器和 第 2基站发送器发送的两路正交的校准信号后, 量获得基站 11的发送 器校准环路的信道响应/^ 并将其发送给基站 11 和基站

12, 其中, 表示基站 12的第 i基站发送器的信道响应; 表示基 站 12的空中接口的信道响应, r 表示移动站 2的移动站接收器的信道 响应。

基站 11接收来自移动站 2的对应基站 11的发送器校准环路的信道 响应 h t i = h bt i h AI i h mr

同时, 移动站 2通过移动站发送器发送校准信号给基站 11 的第 1 基站接收器和第 2基站接收器。

基站 11通过第 1基站接收器和第 2基站接收器接收到来自移动站 2 的移动站发送器发送的校准信号后,测量基站 11的接收器校准环路的信 道响应 h r i = h mt h Ai i h br i , 其中, ^,,·表示基站 11的空中接口的信号响 应, 表示基站 11的第 i基站接收器的信道响应, 表示移动站 2 的移动站发送器的信道响应。

然后,基站 11根据以下公式计算 2对基站收发器相对移动站收发器 的相对互易性

其中, i=l , 2。

其次, 在步骤 S62中, 基站 11根据已接收到的全局参考量 , 通 过以下公式计算 2对基站收发器的全局相对校准权重

其中, i=l , 2。 1¾表示基站 11 的第 1基站收发器的全局相对校准 权重, 1¾表示基站 11的第 2基站收发器的全局相对校准权重。

对于基站 12, 通过上述步骤可以获得基站 12的 2对基站收发器的 全局相对校准权重 w t

w ; =― 其中, i=3 , 4。 表示基站 12的第 3基站收发器的全局相对校准 权重, 表示基站 12的第 4基站收发器的全局相对校准权重。

其中, s=l或 2或 3或 4。 全局参考量 是由 CoMP调度器( CoMP Scheduler )选择并通过一 个指令通知基站 11或基站 12。基站 11或基站 12获取了该全局参考量 之后, 通过两个基站之间的逻辑链路, 例如, X.2, 通知对方。

以上是从方法步骤的角度对本发明的技术方案 进行的描述, 以下将 从装置模块的角度对本发明的技术方案做进一 步的描述。

以下结合图 3 对根据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD 通信系统的基站中用于天线自校准的自校准装 置所包括的各模块 进行描述。 上文中对图 3的描述此处作为参考。

根据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD通信系统的 基站中用于天线自校准的自校准装置包括:

第一计算装置, 用于计算本基站的每对基站收发器相对于校准 收发 器的相对互易性 以及选择一对基站收发器作为参考基站收发器 计算 本基站的每对基站收发器相对于参考基站收发 器的相对互易性 , 其 中, i表示本基站的多对基站收发器中的第 i对基站收发器, i=l , 2, ··· , N。

第一测量装置, 用于通过本基站的校准发送器发送测量信号至 校准 接收器,测量本基站的校准收发器的信道响应 k,k,其中, ¾,A = h ctAr,k , k表示本基站为所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统中的第 k个基站 , k=l , 2, …, M; M表示所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统中所有 协同基站的个数。

第二测量装置, 用于测量本基站的校准接收器的信道响应 k 。 第二计算装置, 用于通过以下公式计算本基站的校准收发器的 绝对 互易性 w

第三计算装置, 用于根据已获取的全局参考量 w w , 通过以下公式 计算本基站的每对基站收发器的全局相对校准 权重 W

m 其中, "^为本基站的参考基站收发器的绝对互易性, = k ,

W m 为本基站的参考基站收发器的绝对互易性 或其余协同基站中的一个 基站的参考基站收发器的绝对互易性。 优选地, 自校准装置还包括:

第四计算装置, 用于根据计算得到的本基站的每对基站收发器 的全 局相对校准权重! ¾ ,通过以下公式计算本基站的每对基站收发器 绝对 校准权重

W i = ^i W c,k

可选地, 第三计算装置还包括:

第一接收装置, 用于接收来自其余协同基站中的一个基站发送 的全 局参考量 W 。

第十一计算装置, 用于根据已接收到的全局参考量 W w , 通过以下 公式计算本基站的每对基站收发器的全局相对 校准权重 w t = w t ~ - 其中, ^为本基站的参考基站收发器的绝对互易性, >^为其余协 同基站中的一个基站的参考基站收发器的绝对 互易性。 可选地, 第三计算装置还包括:

第三发送装置, 用于通过本基站与其余协同基站之间的逻辑链 路, 将本基站的参考基站收发器的绝对互易性作为 全局参考量 发送至其 余协同基站;

第十二计算装置, 用于根据所述全局参考量 通过以下公式计 算本基站的每对基站收发器的全局相对校准权 重 A 其中, W W w 均为本基站的参考基站收发器的绝对互易 性。 优选地, 第二测量装置包括:

第一发送装置, 用于通过本基站的随机序列发生器发送随机序 列至 本基站的校准接收器。

第三测量装置, 用于测量序列发生器校准接收器的信道响应 = s G , k h cr k , 其中, 表示本基站的随机序列发生器的信道响应,

K, k 表示本基站的校准接收器的信道响应。

第五计算装置, 用于通过以下公式计算本基站的校准接收器的 信道 响应 Kr,k

"RSG'k

优选地, 第一计算装置包括:

第四测量装置, 用于通过本基站的多个基站发送器同时发送多 路正 交的校准信号至本基站的校准接收器, 测量发送器校准环路的信道响应

Ki = ,Κ,其中, 表示本基站的第 i个基站发送器的信道响应, 表示本基站的校准接收器的信道响应; 以及通过本基站的校准发送器分 别发送校准信号至本基站的多个基站接收器, 测量接收器校准环路的信 号响应 h r i = h ct h br ., 其中, 表示本基站的第 i个基站接收器的信 道响应, 表示本基站的校准发送器的信道响应。

第六计算装置, 用于根据以下公式计算本基站的每对基站收发 器相 对于校准收发器的相对互易性 选择装置, 用于从本基站的多对基站收发器中选择一对基 站收发器 作为参考基站收发器, 并计算所述参考基站收发器相对于校准收发器 的 相对互易性^ ί 。 第七计算装置, 用于通过以下公式计算本基站的每对基站收发 器相 对于参考基站收发器的相对互易性

_ ¾ 以下结合图 5对根据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD 通信系统的基站中用于天线空中校准的空中校 准装置所包含的模 块以及根据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD通信系统 的移动站中用于辅助天线空中校准的辅助空中 校准装置所包含的模块 进行描述。 上文中对图 5的描述此处作为参考。

根据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD通信系统的 基站中用于天线空中校准的空中校准装置包括 :

第八计算装置, 用于计算本基站的每对基站收发器相对移动站 收发 器的相对互易性 , 其中, i表示本基站的多对基站收发器中的第 i对 基站收发器, 2, .·· , N。

第九计算装置,用于根据已接收到的全局参考 量 ,通过以下公式 计算本基站的每对基站收发器的全局相对校准 权重 ¾

其中, s=l, 2, ··· , L; L为所述基于 CoMP技术的 TDD通信系统 中所有协同基站的基站收发器的对数。 优选地, 第八计算装置包括:

第二发送装置, 用于通过本基站的多个基站发送器同时发送多 路正 交的校准信号至移动站的移动站接收器。

第二接收装置, 用于接收来自移动站的对应本基站的发送器校 准环 路的信道响应 h t i = h bt i h AI i h mr , 其中, h bt i 表示本基站的第 i个基站发送 器的信道响应; 表示本基站的空中接口的信道响应, 表示所述 移动站接收器的信道响应。

第五测量装置, 用于通过接收到的由所述移动站的移动站发送 器发 送给本基站的多个基站接收器的校准信号 , 测量对应本基站的接收器校 准环路的信道响应 h rJ = h mt h A i h br i , 其中, 表示空中接口的信号 响应, ,,·表示第 i个基站接收器的信道响应, 表示移动站发送器的 信道响应。

第十计算装置, 用于根据以下公式计算本基站的每对基站收发 器相 对移动站收发器的相对互易性

根据本发明的一个实施例的在基于 CoMP技术的 TDD通信系统的 移动站中用于辅助天线空中校准的辅助空中校 准装置包括:

第三接收装置, 用于通过本移动站的移动站接收器接收来自多 个基 站中每个基站的多个基站发送器发送的多路正 交的校准信号。

第六测量装置, 用于根据所接收到的多路正交的校准信号, 测量对 应每个基站的发送器校准环路的信道响应 = Ai r , 并将其发送 给每个基站,其中 表示本基站的第 i个基站发送器的信道响应; 表示本基站的空中接口的信道响应, h mr 表示所述移动站接收器的信道 响应。

第三发送装置, 用于通过本移动站的移动站发送器发送校准信 号至 多个基站中的每个基站的多个基站接收器。 尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了 本发明, 应认为该阐 明和描述是说明性的和示例性的, 而不是限制性的; 本发明不限于所上 述实施方式。

那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究 说明书、 公开的内容 及附图和所附的权利要求书, 理解和实施对披露的实施方式的其他改 变。 在权利要求中, 措词 "包括" 不排除其他的元素和步骤, 并且措辞 "一个" 不排除复数。 在本发明的实际应用中, 一个零件可能执行权利 要求中所引用的多个技术特征的功能。 权利要求中的任何附图标记不应 理解为对范围的限制。