專利名稱：用于校準(zhǔn)天線陣列的通信系統(tǒng)、設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及用于通信系統(tǒng)的有源天線陣列配置，特別是但不只是涉及有源天線陣列的校準(zhǔn)和控制。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，正在開發(fā)第三代(3G)蜂窩通信系統(tǒng)，以進(jìn)一步增強(qiáng)為移動(dòng)電話用戶提供的通信服務(wù)。最為廣泛采用的第三代通信系統(tǒng)基于碼分多址(CDMA)技術(shù)。一些載頻被用于上行鏈路傳輸，即從移動(dòng)無(wú)線通信單元(在第三代系統(tǒng)中，通常稱為無(wú)線用戶通信單元或用戶設(shè)備)通過(guò)無(wú)線服務(wù)基站(在第三代系統(tǒng)中，通常稱為節(jié)點(diǎn)B)到通信基礎(chǔ)設(shè)施的傳輸， 以及下行鏈路傳輸，即從通信基礎(chǔ)設(shè)施通過(guò)無(wú)線服務(wù)基站(例如節(jié)點(diǎn)B)到移動(dòng)無(wú)線通信單元的傳輸。對(duì)CDMA，特別是對(duì)通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)的寬帶CDMA (WCDMA)模式的進(jìn)一步說(shuō)明可以參見“WCDMA for UMTS”，Harris Holma (編者)、Antti iToskala (編者)，Wiley & Sons, 2001, ISBN 0471486876。作為在3G移動(dòng)通信空中接口技術(shù)中所使用的CDMA通信從數(shù)據(jù)吞吐量的觀點(diǎn)來(lái)看，是"干擾受限"技術(shù)。CDMA技術(shù)利用與偽噪聲(Pn)碼組合的正交可變擴(kuò)頻因子(OVSF) 碼來(lái)區(qū)分同時(shí)用相同頻譜在Uu無(wú)線電接口上進(jìn)行上行鏈路接入的多個(gè)UE。為了為接入節(jié)點(diǎn)B的所有UE保持足夠的信干比(SIR)保護(hù)，上行鏈路(UL)的功率控制(PC)由網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施動(dòng)態(tài)管理。S^估計(jì)一般從上行鏈路(UL)專用的尋呼控制信道(DPCCH)內(nèi)的導(dǎo)頻音得出。在同一擴(kuò)頻因子(SF)上向節(jié)點(diǎn)B進(jìn)行傳輸?shù)挠脩粼O(shè)備(UE)設(shè)備將被設(shè)置成其各自的傳輸在接收節(jié)點(diǎn)B處被接收時(shí)具有基本上相同的功率。通常，對(duì)于一個(gè)特定的節(jié)點(diǎn)B，可以同時(shí)支持多達(dá)96個(gè)處于呼叫模式的UE。在許多蜂窩通信系統(tǒng)內(nèi)所用的現(xiàn)代調(diào)制方案使用高的峰值/均值比。在諸如 EDGE、寬帶碼分多址(WCDMA)、WiMAX和長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)之類的許多型式的第三代合作項(xiàng)目 (3GPP)無(wú)線通信系統(tǒng)中，峰值/均值比為10. 5dB并不希罕。因此，在使用這些調(diào)制方案時(shí)， PA需要工作在線性模式下，從而使PA效率降低到10%以下。這意味著100W的PA要消耗超過(guò)IkW的DC功率。最近幾年中所作的主要努力是利用諸如自適應(yīng)預(yù)失真之類的方案來(lái)改善這種不良的功率效率。預(yù)失真方案利用監(jiān)視PA輸出的反饋通路，所得到的調(diào)制信號(hào)和失真檢測(cè)可以將"抗失真"系數(shù)施加到(正向通路)調(diào)制信號(hào)上，從而補(bǔ)償(抵消)由PA形成的后續(xù)的信號(hào)失真。這樣，使用預(yù)失真方案使PA可以工作在更為非線性的工作模式下，從而提高了 PA的總效率。因此，由于這種效率壓力，PA的選擇和工作是與調(diào)制器組件的工作緊密關(guān)聯(lián)的。傳統(tǒng)的天線陣列包括多個(gè)天線元件，與大多數(shù)3G設(shè)施內(nèi)的現(xiàn)有節(jié)點(diǎn)B設(shè)備一起使用，并且該傳統(tǒng)的天線陣列利用固定的+/-65度波束方向圖。在天線波束的主波瓣外，信號(hào)受到空間濾波和被顯著衰減。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和無(wú)源天線陣列解決方案用公共的固定波束方向圖來(lái)處理所有進(jìn)來(lái)的信號(hào)。這樣的接收處理基于在由天線波束的主波瓣確定的地理區(qū)域(稱為RF覆蓋區(qū))內(nèi)所接收的信號(hào)，往往決定了用于發(fā)射機(jī)工作的相應(yīng)公共波束方向圖。因此，對(duì)于接收(Rx)和發(fā)送(Tx)操作所用的射頻(RF)覆蓋區(qū)是相同的。使用天線陣列的Rx波束成形取決于將每個(gè)天線元件上的入射信號(hào)以使來(lái)自所希望的方向的入射信號(hào)相干相加的方式建設(shè)性地相加的能力。因此，不是來(lái)自所希望的方向的入射信號(hào)將不相干地相加，從而不會(huì)經(jīng)受到同樣的處理增益。術(shù)語(yǔ)"相干"意味著這些信號(hào)將具有基本上相同的相角。此外，來(lái)自多個(gè)源的熱噪聲也呈現(xiàn)不相干特性，因此在將來(lái)自多個(gè)源的信號(hào)相加時(shí)不會(huì)經(jīng)受到與相干的所需信號(hào)相同的處理增益。相反，在Tx有源天線陣列中，這些信號(hào)在期望的波束方向圖內(nèi)被相干地組合為“ 空中"的電磁(EM)信號(hào)，因此它們相干地到達(dá)移動(dòng)臺(tái)(MS)(例如UE)接收機(jī)。在節(jié)點(diǎn)B的天線陣列配置內(nèi)，從單個(gè)UE接收到的RF信號(hào)在沒(méi)有將復(fù)合信號(hào)解調(diào)的情況下是不能被辨別的。用于一個(gè)特定用戶的單個(gè)接收波束成形是不現(xiàn)實(shí)的，這是因?yàn)樵谔炀€陣列處很可能同時(shí)會(huì)有從不同UE接收的功率差不多的多個(gè)接收信號(hào)。即使是少數(shù) UE在用節(jié)點(diǎn)B，也很可能這些信號(hào)會(huì)在節(jié)點(diǎn)B的接收機(jī)的固有噪聲電平以下。WCDMA接收機(jī)的處理增益意味著可以從固有噪聲電平中提取信號(hào)。然而，這至少需要部分解調(diào)過(guò)程。大多數(shù)已知的波束成形方案考慮了僅在射頻(RF)域的波束成形。因此，使用公共基帶濾波器級(jí)。本發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)識(shí)到和理解到在這些公共基帶濾波器級(jí)內(nèi)的偏差可以決定系統(tǒng)內(nèi)的整體等待時(shí)間(latency)，這在已知的現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)還沒(méi)有被考慮到或校正。此外，新的空中接口協(xié)議還要求數(shù)模變換器和模數(shù)變換器以更高的頻率采樣。因此，保持這樣一些橫貫元件陣列的器件的時(shí)鐘相位同步就越來(lái)越困難。此外，在數(shù)字域處理的樣本可以遭到超過(guò)構(gòu)成分辨等待時(shí)間失配的要求的整個(gè)周期的等待時(shí)間。例如，如果考慮到相對(duì)于RF的慢的調(diào)制改變率，在與RF信號(hào)的多個(gè)波長(zhǎng)相應(yīng)的通路內(nèi)的任何等待時(shí)間就具有很小的影響。這樣的一個(gè)例子可以是全球數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng) (GSM)標(biāo)準(zhǔn)的情況，其中每個(gè)RF周期的相位改變率低到測(cè)量不出來(lái)。在GSM標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)，符號(hào)率大約為270kS/s。相反，較新的移動(dòng)通信技術(shù)使用在較寬帶寬的RF信號(hào)內(nèi)具有各符號(hào)率的空中接口協(xié)議，其中每RF周期的相位/振幅的改變率是很大的。已發(fā)現(xiàn)這樣的每RF周期的相位/振幅改變率會(huì)引起所得到的信號(hào)的波束成形的失真。WO 2008/000318 (Al)強(qiáng)調(diào)了基準(zhǔn)校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生和反饋通路對(duì)相位/振幅測(cè)量的影響的問(wèn)題。為了要解決這個(gè)問(wèn)題，WO 2008/000318 (Al)提出了一種耦合器方案，其要求多個(gè)接收機(jī)或發(fā)射機(jī)鏈需要被禁用以便執(zhí)行校準(zhǔn)。這個(gè)要求是公共耦合器結(jié)構(gòu)到多個(gè)天線通路的假象。然而，WO 2008/000318 (Al)沒(méi)能說(shuō)明執(zhí)行校準(zhǔn)的機(jī)制。應(yīng)注意的是，所提出的耦合器方案在網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳輸(live transmission)期間執(zhí)行時(shí)基本上也會(huì)損害網(wǎng)絡(luò)性能， 因?yàn)槊看蝺H有一個(gè)發(fā)射機(jī)沒(méi)有被測(cè)量。US 6，339，399 Bl提出了一種使用獨(dú)特波束成形組件塊以進(jìn)行接收校準(zhǔn)結(jié)果校正的機(jī)制。在US 6，339，399 Bl中所提出的機(jī)制內(nèi)，僅考慮到對(duì)各個(gè)接收通路的振幅和相位校正，這是因?yàn)閮H僅使用復(fù)數(shù)乘法器作為校正機(jī)制。在US 6，339，399 Bl中所提出的機(jī)制內(nèi)，每個(gè)天線元件饋源采用了僅一個(gè)耦合通路。如在US 6，339，399 Bl內(nèi)所強(qiáng)調(diào)的，這可以導(dǎo)致反饋或校準(zhǔn)音通路誤差借此可以控制接收通路誤差的效果。因此，當(dāng)前的技術(shù)不是最佳的。于是，針對(duì)支持無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的天線陣列技術(shù)的問(wèn)題的改善機(jī)制將會(huì)是有益的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明尋求單獨(dú)地或以任何組合方式減輕、緩和或消除以上所提到的缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)。按照本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于校準(zhǔn)天線陣列的方法，所述天線陣列包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的接收通路耦合的多個(gè)天線元件。所述方法包括，在接收模式下，將測(cè)試信號(hào)施加到所述多個(gè)接收通路中的分立(individual)單個(gè)接收通路上；以及通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)反饋所述測(cè)試信號(hào)。所述方法還包括運(yùn)行接收校準(zhǔn)測(cè)量例程以確定用來(lái)校準(zhǔn)所述分立信號(hào)接收通路的至少一個(gè)測(cè)量值，并等待至少一個(gè)收斂測(cè)量值；以及為至少一個(gè)分立接收通路提取收斂測(cè)量值。對(duì)于下一個(gè)分立單個(gè)接收通路重復(fù)施加、運(yùn)行、 提取的步驟，直至校準(zhǔn)例程已完成。所述方法還包括從多個(gè)接收通路中選擇至少一個(gè)分立接收通路的收斂測(cè)量值以形成基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果；使用所述基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將所述多個(gè)接收通路的多個(gè)至少一個(gè)測(cè)量值規(guī)格化；以及將規(guī)格化后的值施加到所述多個(gè)接收通路中的至少一個(gè)接收通路上。由于本發(fā)明考慮到在通信系統(tǒng)正在處理實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)流量的同時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)，所以本發(fā)明可以使基于有源天線陣列的系統(tǒng)的使用得到改善。此外，可以通過(guò)校準(zhǔn)過(guò)程來(lái)消除系統(tǒng)的校準(zhǔn)通路所引起的誤差。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，施加測(cè)試信號(hào)可以包括設(shè)置測(cè)試信號(hào)幅度。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，設(shè)置最佳測(cè)試信號(hào)幅度可以包括通過(guò)計(jì)入周圍射頻環(huán)境對(duì)所述分立單個(gè)接收通路的相關(guān)天線元件的影響，設(shè)置測(cè)試信號(hào)幅度。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，該方法還可以包括標(biāo)識(shí)收斂的至少一個(gè)測(cè)量值被確定為低于信號(hào)門限電平的那些分立單個(gè)接收通路。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，該方法還可以包括一旦確定收斂的至少一個(gè)測(cè)量值低于信號(hào)門限電平，就將分立單個(gè)接收通路標(biāo)識(shí)為失效接收通路。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，該方法還可以包括從接收校準(zhǔn)處理中除去被標(biāo)識(shí)為失效的分立單個(gè)接收通路。按照本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于校準(zhǔn)天線陣列的方法，所述天線陣列包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的發(fā)送通路耦合的多個(gè)天線元件。所述方法包括，在發(fā)送模式下，通過(guò)至少一個(gè)發(fā)送通路路由實(shí)時(shí)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信號(hào)；以及通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)反饋所述實(shí)時(shí)發(fā)送信號(hào)中與正在校準(zhǔn)測(cè)量的所選通路有關(guān)的一部分。所述方法還包括運(yùn)行發(fā)送校準(zhǔn)測(cè)量例程以確定用來(lái)校準(zhǔn)所述分立單個(gè)發(fā)送通路的至少一個(gè)測(cè)量值，并且等待至少一個(gè)收斂測(cè)量值；以及提取至少一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路的收斂測(cè)量值。所述方法還包括對(duì)于下一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路重復(fù)施加、運(yùn)行、提取的步驟，直至校準(zhǔn)例程已完成。所述方法還包括從多個(gè)發(fā)送通路中選擇至少一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路的收斂測(cè)量值以形成基準(zhǔn)發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果；使用所述基準(zhǔn)發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將多個(gè)發(fā)送通路的多個(gè)至少一個(gè)測(cè)量值規(guī)格化；以及將規(guī)格化后的測(cè)量值施加到所述多個(gè)發(fā)送通路中的至少一個(gè)發(fā)送通路上。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，該方法還可以包括為所述分立單個(gè)發(fā)送通路中的至少一個(gè)發(fā)送通路標(biāo)識(shí)收斂的至少一個(gè)測(cè)量值是否低于門限值；或校準(zhǔn)是否沒(méi)有收斂。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，該方法還可以包括一旦識(shí)別出下列情況，就將所述分立單個(gè)發(fā)送通路標(biāo)識(shí)為失效的發(fā)送通路所述收斂的至少一個(gè)測(cè)量值被確定為低于門限值；或者所述校準(zhǔn)沒(méi)有收斂。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，該方法還可以包括設(shè)置最佳校準(zhǔn)反饋調(diào)校設(shè)置以計(jì)入所述分立單個(gè)發(fā)送通路的功率電平。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，其中，所述多個(gè)接收通路或所述多個(gè)發(fā)送通路的至少一個(gè)測(cè)量值可以是等待時(shí)間值。所述方法還可以包括確定已被標(biāo)識(shí)為下列中的一個(gè)或多個(gè)的那些接收通路或發(fā)送通路的最長(zhǎng)等待時(shí)間值接收收斂的至少一個(gè)測(cè)量值不低于信號(hào)門限；發(fā)送收斂的至少一個(gè)測(cè)量值被確定為不低于門限值；發(fā)送校準(zhǔn)確實(shí)已收斂。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，該方法還可以包括按最長(zhǎng)的等待時(shí)間值將每個(gè)所述分立單個(gè)接收或發(fā)送信號(hào)或每個(gè)所述分立單個(gè)接收或發(fā)送信號(hào)的每個(gè)等待時(shí)間值規(guī)格化。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，該方法還可以包括對(duì)于所述多個(gè)接收通路或發(fā)送通路中的每個(gè)接收通路或發(fā)送通路，按至少一個(gè)復(fù)合波束加權(quán)系數(shù)縮放規(guī)格化后的至少一個(gè)測(cè)量值；以及將所述至少一個(gè)復(fù)合波束加權(quán)系數(shù)施加到至少一個(gè)接收通路或至少一個(gè)發(fā)送通路。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，該方法還可以包括初始化校準(zhǔn)硬件。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，該方法還可以包括調(diào)整等待時(shí)間、相位或振幅測(cè)量的至少一個(gè)測(cè)量值，以納入在多個(gè)接收通路或發(fā)送通路內(nèi)存在的任何等待時(shí)間、相位或振幅調(diào)整，例如，其中在多個(gè)接收通路或發(fā)送通路內(nèi)存在的等待時(shí)間、相位或振幅調(diào)整是根據(jù)先前的校準(zhǔn)迭代確定的。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，該方法還可以包括在除去之后，為與失效的接收或發(fā)送通路相關(guān)聯(lián)的天線元件設(shè)置軟失效標(biāo)志。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，所述至少一個(gè)測(cè)量值可以是由自適應(yīng)濾波器測(cè)量值確定的。按照本發(fā)明的一個(gè)任選特征，該方法還可以包括在接收模式和發(fā)送模式下使用公共天線陣列元件和相應(yīng)的公共開關(guān)耦合器通路。按照本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于校準(zhǔn)天線陣列的網(wǎng)絡(luò)元件，所述天線陣列包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的接收通路耦合的多個(gè)天線元件。所述網(wǎng)絡(luò)元件包括，在接收模式下，與所述天線陣列的相應(yīng)的天線元件耦合的多個(gè)獨(dú)立接收機(jī)電路；以及測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生邏輯，被安排成將測(cè)試信號(hào)施加到所述多個(gè)接收通路中的分立單個(gè)接收通路。 所述網(wǎng)絡(luò)元件還包括通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)反饋所述測(cè)試信號(hào)的反饋通路；以及處理邏輯， 用于運(yùn)行接收校準(zhǔn)測(cè)量例程以確定用來(lái)確定所述分立信號(hào)接收通路的校準(zhǔn)校正的至少一個(gè)測(cè)量值，并且等待至少一個(gè)收斂測(cè)量值。所述網(wǎng)絡(luò)元件還包括提取邏輯，被安排成為至少一個(gè)分立接收通路提取收斂的至少一個(gè)測(cè)量值；其中，所述測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生邏輯、處理邏輯和提取邏輯對(duì)于下一個(gè)分立單個(gè)接收通路重復(fù)施加、運(yùn)行、提取的步驟，直至校準(zhǔn)測(cè)量例程已完成。所述網(wǎng)絡(luò)元件還包括用于從多個(gè)接收通路中選擇至少一個(gè)分立接收通路的收斂測(cè)量值以形成基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果的邏輯；用于使用所述基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將所述多個(gè)接收通路的多個(gè)至少一個(gè)測(cè)量值規(guī)格化的邏輯；以及用于將至少一個(gè)復(fù)合波束加權(quán)系數(shù)施加到相應(yīng)的接收通路的邏輯。
按照本發(fā)明的第四方面，提供了一種用于校準(zhǔn)天線陣列的網(wǎng)絡(luò)元件，所述天線陣列包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的發(fā)送通路耦合的多個(gè)天線元件。所述網(wǎng)絡(luò)元件包括，在發(fā)送模式下，與所述天線陣列的相應(yīng)的天線元件耦合的多個(gè)獨(dú)立發(fā)送電路；以及用于通過(guò)至少一個(gè)發(fā)送通路路由實(shí)時(shí)發(fā)送信號(hào)的邏輯。所述網(wǎng)絡(luò)元件還包括開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)， 被安排成通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)反饋所述實(shí)時(shí)發(fā)送信號(hào)中與正在校準(zhǔn)測(cè)量的所選通路有關(guān)的一部分；以及處理邏輯，用于運(yùn)行發(fā)送校準(zhǔn)例程以確定用來(lái)校準(zhǔn)所述分立單個(gè)發(fā)送通路的至少一個(gè)測(cè)量值，并且等待至少一個(gè)收斂測(cè)量值。所述網(wǎng)絡(luò)元件還包括用于提取至少一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路的收斂的至少一個(gè)測(cè)量值的邏輯；其中所述處理邏輯和用于提取的邏輯被安排成對(duì)于下一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路重復(fù)施加、運(yùn)行、提取的步驟，直至所述校準(zhǔn)例程已完成。所述網(wǎng)絡(luò)元件還包括用于從多個(gè)發(fā)送通路中選擇至少一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路的收斂測(cè)量值以形成基準(zhǔn)發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果的邏輯；用于使用所述基準(zhǔn)發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將多個(gè)發(fā)送通路的多個(gè)至少一個(gè)測(cè)量值規(guī)格化的邏輯；以及用于將規(guī)格化后的測(cè)量值施加到所述多個(gè)發(fā)送通路中的至少一個(gè)發(fā)送通路上的邏輯。按照本發(fā)明的第五方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于校準(zhǔn)包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的接收通路耦合的多個(gè)天線元件的天線陣列的程序代碼。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于在接收模式下校準(zhǔn)包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的接收通路耦合的多個(gè)天線元件的天線陣列的程序代碼。所述程序代碼可操作來(lái)將測(cè)試信號(hào)施加到所述多個(gè)接收通路中的分立單個(gè)接收通路上；以及通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)反饋所述測(cè)試信號(hào)。所述程序代碼可操作來(lái)運(yùn)行接收校準(zhǔn)測(cè)量例程以確定用來(lái)校準(zhǔn)所述分立信號(hào)接收通路的至少一個(gè)測(cè)量值，并等待至少一個(gè)收斂測(cè)量值；以及為至少一個(gè)分立接收通路提取收斂測(cè)量值。對(duì)于下一個(gè)分立單個(gè)接收通路重復(fù)施加、運(yùn)行、提取的步驟，直至校準(zhǔn)例程已完成。所述程序代碼可操作來(lái)從多個(gè)接收通路中選擇至少一個(gè)分立接收通路的收斂測(cè)量值以形成基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果；使用所述基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將所述多個(gè)接收通路的多個(gè)至少一個(gè)測(cè)量值規(guī)格化；以及將規(guī)格化后的值施加到所述多個(gè)接收通路中的至少一個(gè)接收通路上。按照本發(fā)明的第六方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于校準(zhǔn)包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的發(fā)送通路耦合的多個(gè)天線元件的天線陣列的程序代碼。所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于在發(fā)送模式下校準(zhǔn)包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的發(fā)送通路耦合的多個(gè)天線元件的天線陣列的程序代碼。所述程序代碼可操作來(lái)通過(guò)至少一個(gè)發(fā)送通路路由實(shí)時(shí)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信號(hào)；以及通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)反饋所述實(shí)時(shí)發(fā)送信號(hào)中與正在校準(zhǔn)測(cè)量的所選通路有關(guān)的一部分。所述程序代碼可操作來(lái)運(yùn)行發(fā)送校準(zhǔn)測(cè)量例程以確定用來(lái)校準(zhǔn)所述分立單個(gè)發(fā)送通路的至少一個(gè)測(cè)量值，并且等待至少一個(gè)收斂測(cè)量值；以及提取至少一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路的收斂測(cè)量值。所述程序代碼可操作來(lái)對(duì)于下一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路重復(fù)施加、運(yùn)行、提取的步驟，直至校準(zhǔn)例程已完成。所述程序代碼可操作來(lái)從多個(gè)發(fā)送通路中選擇至少一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路的收斂測(cè)量值以形成基準(zhǔn)發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果；使用所述基準(zhǔn)發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將多個(gè)發(fā)送通路的多個(gè)至少一個(gè)測(cè)量值規(guī)格化；以及將規(guī)格化后的測(cè)量值施加到所述多個(gè)發(fā)送通路中的至少一個(gè)發(fā)送通路上。本發(fā)明的這些及其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下所描述的實(shí)施例中可以清楚地看到，并且參照所述實(shí)施例闡明了本發(fā)明的這些及其他方面、特征和優(yōu)點(diǎn)。


以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行示例性的說(shuō)明，在這些附圖中圖1例示了入射到按照本發(fā)明的一些實(shí)施例的天線陣列上的平面波的情況；圖2例示了按照本發(fā)明的一些實(shí)施例修改的3GPP蜂窩通信系統(tǒng)的一個(gè)例子；圖3例示了按照本發(fā)明的實(shí)施例的被安排成在天線桿處執(zhí)行波束成形的網(wǎng)絡(luò)元件的一個(gè)例子；圖4例示了按照?qǐng)D3的網(wǎng)絡(luò)元件示例實(shí)施例的校準(zhǔn)波束成形天線陣列內(nèi)所使用的開關(guān)耦合器結(jié)構(gòu)的一個(gè)較為詳細(xì)的例子；圖5例示了按照本發(fā)明的一些實(shí)施例的被安排成校準(zhǔn)波束成形天線陣列的網(wǎng)絡(luò)元件的校準(zhǔn)控制器的一個(gè)例子；圖6例示了可以用于圖5的校準(zhǔn)控制器內(nèi)的自適應(yīng)濾波器的一個(gè)較為詳細(xì)的例子；圖7例示了按照本發(fā)明的實(shí)施例修改的用于校準(zhǔn)無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的天線陣列的接收波束成形的方法的一個(gè)流程圖例子；圖8例示了按照本發(fā)明的實(shí)施例修改的用于校準(zhǔn)無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的天線陣列的發(fā)送波束成形的方法的一個(gè)流程圖例子；以及圖9例示了可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例內(nèi)的信號(hào)處理功能的典型計(jì)算系統(tǒng)。
具體實(shí)施例方式在無(wú)線電陣列有源天線技術(shù)的領(lǐng)域內(nèi)，來(lái)自不同的接收機(jī)(Rx)元件的接收信號(hào)被相干地加性合并。這種接收合并操作可以在數(shù)字域內(nèi)實(shí)現(xiàn)。為了使這些分開的信號(hào)在合并級(jí)存在最佳的相干性，必須使各個(gè)接收通路的等待時(shí)間、相位響應(yīng)和增益響應(yīng)一致。陣列內(nèi)不同的接收機(jī)可以由于例如組件制造公差、時(shí)鐘偏差、溫度和電源變化等而導(dǎo)致在這些特性上呈現(xiàn)差異。例如，在實(shí)際系統(tǒng)中，將會(huì)有電壓調(diào)節(jié)器的不同實(shí)例，因此不同的設(shè)備可以呈現(xiàn)處理所導(dǎo)致的偏移和隨溫度而變的系數(shù)。類似地，對(duì)多個(gè)收發(fā)機(jī)的時(shí)鐘分配遭受時(shí)鐘通路的差異，從而導(dǎo)致每個(gè)收發(fā)機(jī)的相對(duì)相位的偏移。還知道的是，天線陣列外殼內(nèi)的溫度分布可能是值得注意的。此外，每個(gè)收發(fā)機(jī)與諸如數(shù)字信號(hào)處理鏈之類的產(chǎn)生熱的組件的接近度也不相同。類似地，一些收發(fā)機(jī)將處在陣列的邊緣，因此遭受到由于周圍環(huán)境而導(dǎo)致的更大變化。 此外，按照波束成形系數(shù)，有些收發(fā)機(jī)將具有不同的發(fā)送功率分布，結(jié)果呈現(xiàn)不同的熱產(chǎn)生分布。下面將參照在無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)所用的智能(或有源)天線技術(shù)對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。智能(或有源)天線技術(shù)是天線系統(tǒng)包括由每個(gè)天線陣列元件各自專用的信號(hào)處理邏輯的無(wú)線電技術(shù)。一些可供選擇的實(shí)施例可以用于同位的天線和信號(hào)處理單元。智能(有源)天線技術(shù)分為三個(gè)廣泛系列，即(i)多天線系統(tǒng)(MAS) ； (ii)具有或沒(méi)有多輸入多輸出(MIMO)無(wú)線電端口的無(wú)線電頭(radiohead)實(shí)現(xiàn)；以及(iii)有源天線陣列。以下說(shuō)明集中于可適用于在通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)蜂窩通信系統(tǒng)內(nèi)所用的有源天線陣列，特別是可適用于在第三代合作項(xiàng)目(3GPP)系統(tǒng)內(nèi)工作的UMTS陸地?zé)o線電接入網(wǎng)(UTRAN)的本發(fā)明的實(shí)施例。然而，可以理解，本發(fā)明并不局限于這種特定的蜂窩通信系統(tǒng)，而是可以適用于使用有源天線陣列的任何無(wú)線通信系統(tǒng)，包括衛(wèi)星通信系統(tǒng)，在所述有源天線陣列中天線可以與天線波束成形變換裝置或電路集成在一起。圖1例示了入射到包括一系列天線元件112、114、116的天線陣列上的平面波102、 104,106的2維圖示100。由于入射平面波的到達(dá)角，對(duì)于傳播到各個(gè)陣列元件112、114、 116處的平面波來(lái)說(shuō)，在距離上會(huì)有差值A(chǔ)dl IM和八d2 126。這個(gè)距離將按以下所示的關(guān)系被轉(zhuǎn)換成時(shí)間差A(yù)t= Δ d/C[等式 1]其中，C近似為3X IO8米/秒。對(duì)于特定載頻，這將轉(zhuǎn)換成入射信號(hào)之間的相位差(Δ Φ)Δ Φ (度)=360 ( Δ d/ λ )[等式 2]其中，λ為入射載波的波長(zhǎng)。對(duì)于波束成形，需要商業(yè)上可行的波束控制系統(tǒng)將任何單個(gè)接收通路132、134、 136上的相位誤差減輕為小于10度。在2GHz，這個(gè)相位誤差轉(zhuǎn)換為好于各個(gè)RX通路上匹配的50ps。圖1中的f (I，Q)處理邏輯142、144、146所表示的是施加到經(jīng)下變頻的信號(hào)上的相位、等待時(shí)間和振幅變換，以便校正各個(gè)接收機(jī)通路之間的任何匹配減損。f(l，Q)處理邏輯142、144、146還施加波束成形權(quán)重，以使得來(lái)自所需波束方向圖覆蓋區(qū)域的信號(hào)比來(lái)自所需方向圖區(qū)域之外的信號(hào)具有得到顯著提高的處理增益。與接收機(jī)關(guān)聯(lián)的增益、相位或等待時(shí)間誤差中的許多可以隨工作頻率、電源波動(dòng)或諸如溫度或濕度之類的環(huán)境改變而改變。各個(gè)f(l，Q)處理邏輯142、144、146的輸出然后在加法器150內(nèi)合并，產(chǎn)生一個(gè)復(fù)合信號(hào)152。應(yīng)注意的是，特別有益的應(yīng)是支持能在"實(shí)時(shí)(live)“網(wǎng)絡(luò)接收期間操作的校準(zhǔn)方案。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中所提出的設(shè)備在接收信號(hào)通路內(nèi)使用公共的信號(hào)處理步驟，以便提供復(fù)合波束控制和校準(zhǔn)結(jié)果校正系數(shù)?，F(xiàn)在參見圖2，圖中概括地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的基于蜂窩的通信系統(tǒng)200。在這個(gè)實(shí)施例中，基于蜂窩的通信系統(tǒng)200遵從和含有一些能夠通過(guò)通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)的空中接口運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)元件。多個(gè)無(wú)線用戶通信單元/終端(或者UMTS命名為用戶設(shè)備(UE))205通過(guò)無(wú)線電鏈路與多個(gè)支持對(duì)特定通信小區(qū)210的通信覆蓋的基站收發(fā)臺(tái)(UMTS術(shù)語(yǔ)中稱為節(jié)點(diǎn) B) 215通信。系統(tǒng)200包括許多其他UE和節(jié)點(diǎn)B，為了清晰起見這些沒(méi)有示出。無(wú)線通信系統(tǒng)，有時(shí)稱為網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)域，與外部網(wǎng)絡(luò)對(duì)0(例如，因特網(wǎng))連接。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)域包括(i)核心網(wǎng)絡(luò)，即至少一個(gè)網(wǎng)關(guān)通用分組無(wú)線電系統(tǒng)(GPRS)支持節(jié)點(diǎn)(GGSN) 225 和至少一個(gè)服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)(SGSN) 230 ；以及(ii)接入網(wǎng)絡(luò)，包括UMTS無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC) 220和至少一個(gè)UMTS節(jié)點(diǎn)B 215，其中每個(gè)RNC 220可以控制一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)B 215。GGSN 225或SGSN 230負(fù)責(zé)UMTS與公用網(wǎng)(例如，公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)(PSDN)(諸如因特網(wǎng))240或公用電話交換網(wǎng)(PSTN))接口。SGSN 230執(zhí)行對(duì)流量的路由和隧道功能，而 GGSN 225與外部分組網(wǎng)鏈接。每個(gè)SGSN 230為外部網(wǎng)絡(luò)240提供網(wǎng)關(guān)。操作和維護(hù)中心 (OMC)與RNC 220和節(jié)點(diǎn)B 215可操作地連接。OMC包括處理功能和邏輯功能以便控制和管理蜂窩通信系統(tǒng)200的各部分，如該領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的那樣。節(jié)點(diǎn)B 215通過(guò)包括RNC 220的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)站和諸如SGSN 230的移動(dòng)交換中心(MSC)與外部網(wǎng)絡(luò)連接。蜂窩通信系統(tǒng)通常將具有許多這樣的基礎(chǔ)設(shè)施單元， 為了清晰起見，圖2中只示出了數(shù)目有限的單元。每個(gè)節(jié)點(diǎn)B 215含有一個(gè)或多個(gè)收發(fā)機(jī)單元，并且通過(guò)^接口與基于小區(qū)的系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施中的其余節(jié)點(diǎn)B通信，如在UMTS規(guī)范中所規(guī)定的那樣。每個(gè)節(jié)點(diǎn)B 215與向遠(yuǎn)程 UE發(fā)送信號(hào)和從遠(yuǎn)程UE接收信號(hào)的天線桿217可操作地耦合，其中每個(gè)天線桿217包括按照本發(fā)明的實(shí)施例修改的天線陣列219。按照本發(fā)明的一些實(shí)施例，在蜂窩通信系統(tǒng)200中采用了有源陣列技術(shù)。按照本發(fā)明的一些示例實(shí)施例，使用了公共的有源波束成形器和校正方案。在諸如US6，339，399之類的已知天線陣列系統(tǒng)中，波束成形器操作和校準(zhǔn)校正方案必須分別對(duì)待。校準(zhǔn)校正取決于RF系統(tǒng)組件差異。在US6，339，399中，可以用軟件程序來(lái)直接更新給波束成形器的波束成形系數(shù)，而不考慮與校準(zhǔn)校正有關(guān)的系數(shù)。與已知技術(shù)相反，本發(fā)明的實(shí)施例致力于天線陣列的波束成形系數(shù)和校準(zhǔn)校正系數(shù)。對(duì)于天線陣列的接收校準(zhǔn)，在特定的時(shí)間段期間且在不同的時(shí)刻對(duì)分立的接收機(jī)鏈進(jìn)行測(cè)量。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，利用單獨(dú)的接收和發(fā)送校準(zhǔn)例程，用開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)來(lái)接收和發(fā)送天線陣列校準(zhǔn)，如結(jié)合圖7和圖8所說(shuō)明的。例如，通過(guò)用一個(gè)或多個(gè)使用不同校準(zhǔn)信號(hào)通路的匹配耦合器來(lái)測(cè)量分立接收通路的傳遞函數(shù)來(lái)執(zhí)行接收校準(zhǔn)。計(jì)算傳遞函數(shù)測(cè)量之差，并將其用于規(guī)格化相應(yīng)的接收通路傳遞函數(shù)，從而消除信號(hào)通路的影響。因此，計(jì)算出測(cè)量通路的等待時(shí)間、相位和振幅誤差，并加以補(bǔ)償。此外，在校準(zhǔn)信號(hào)通路是與其他接收機(jī)測(cè)量共享的情況下，還可以將對(duì)第一測(cè)量信號(hào)的規(guī)格化應(yīng)用于陣列內(nèi)的每個(gè)接收機(jī)，因此基本上使校準(zhǔn)通路誤差的影響達(dá)到最小。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，首先將由基帶控制軟件設(shè)置的波束成形系數(shù)存儲(chǔ)起來(lái)，再由校準(zhǔn)控制器邏輯修改，以便產(chǎn)生復(fù)合波束成形和誤差校正信號(hào)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，描述了一種用來(lái)排通過(guò)天線陣列的順序和執(zhí)行在相應(yīng)的接收和發(fā)送通路上的等待時(shí)間、相位和振幅的測(cè)量的算法。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，描述了一種用來(lái)確定天線陣列內(nèi)的天線元件是否失效的檢測(cè)方案的算法。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，描述了一種用于確定相應(yīng)的接收通路上綜合考慮了波束成形和校準(zhǔn)校正因素的復(fù)合加權(quán)的方法的算法?，F(xiàn)在參見圖3，圖中例示了按照本發(fā)明的實(shí)施例被安排成在天線桿處執(zhí)行波束成形的網(wǎng)絡(luò)元件300的例子。在這個(gè)實(shí)施例中，校準(zhǔn)系統(tǒng)用來(lái)校正+45度和-45度極化的接收和發(fā)送天線陣列通路。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例例示了 OBSAI RP3 01或CPRI接口 304，其用來(lái)與諸如3GPP節(jié)點(diǎn)B之類的小區(qū)基站的基帶處理單元接口 302。節(jié)點(diǎn)B基帶執(zhí)行解調(diào)和調(diào)制編碼。節(jié)點(diǎn)B還與RNC接口，以便為網(wǎng)絡(luò)和較寬的通信基礎(chǔ)設(shè)施的其余部分提供回程(backhaul)通信。本發(fā)明的實(shí)施例提出網(wǎng)絡(luò)元件330，其被設(shè)置成鄰近天線陣列330，天線陣列330具有包括來(lái)自例如調(diào)制解調(diào)器的主動(dòng)控制的中型數(shù)字有源自適應(yīng)天線陣列系統(tǒng)。本發(fā)明的一些實(shí)施例提出了對(duì)基本上處于天線桿的頂上的天線陣列330的波束成形和校準(zhǔn)的調(diào)制解調(diào)器控制。這樣，調(diào)制解調(diào)器控制邏輯利用對(duì)在發(fā)送工作模式下從節(jié)點(diǎn)B發(fā)送給基本上設(shè)置在天線桿頂上的電路或在接收工作模式從天線陣列路由給節(jié)點(diǎn)B的信號(hào)的RF下變頻和模數(shù)變換。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，調(diào)制解調(diào)器控制邏輯然后執(zhí)行數(shù)字信號(hào)處理，以在數(shù)字域?qū)崿F(xiàn)天線陣列的波束成形和/或校準(zhǔn)。此后，調(diào)制解調(diào)器控制邏輯利用對(duì)在發(fā)送工作模式發(fā)送給天線陣列或在接收工作模式發(fā)送給節(jié)點(diǎn)B的信號(hào)的數(shù)模變換和RF上變頻來(lái)配置對(duì)經(jīng)波束成形和校準(zhǔn)的信號(hào)的逆操作。圖3所例示的實(shí)施例涉及允許Node B處理的收發(fā)機(jī)陣列和相關(guān)聯(lián)的轉(zhuǎn)換。圖3 所例示的實(shí)施例還詳細(xì)示出了分集接收的圖示。現(xiàn)代空中接口協(xié)議利用天線分集來(lái)改善空中接口通信鏈接。傳統(tǒng)的天線陣列含有由+45度和-45度極化的輻射天線元件構(gòu)成的陣列。在解調(diào)過(guò)程之前，獨(dú)立地處理這些信號(hào)。由于這些是不同的通路，因此不太可能存在相干性。因此，這些信號(hào)不是在RF域合并。通常，只要以一種極化類型發(fā)送就足夠了。于是， 收發(fā)機(jī)電路312連接到只是一種極化類型的天線元件上。相反，接收分集通路374被獨(dú)立地處理。本發(fā)明的實(shí)施例利用多個(gè)并行收發(fā)機(jī)通路，通路數(shù)等于所使用的天線陣列數(shù)加 1(即，一個(gè)專用公共校準(zhǔn)收發(fā)機(jī))。公共信號(hào)源用于接收校準(zhǔn)，公共反饋通路用于發(fā)送校準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以使用交叉極化天線陣列。在這個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于分集和主接收機(jī)來(lái)說(shuō)，每個(gè)天線元件需要一個(gè)獨(dú)立的分集接收通路。一個(gè)，8，X，2，天線元件陣列包括16個(gè)+45度極化的天線元件和16個(gè)-45度極化天線元件。因此，需要33個(gè)接收機(jī)。位于天線桿的網(wǎng)絡(luò)元件300，例如調(diào)制解調(diào)器，包括與有源天線陣列330可操作地耦合的多個(gè)并行收發(fā)機(jī)電路，它的接收機(jī)元件被安排成各自提供與接收信號(hào)的所關(guān)注的接收信道相對(duì)應(yīng)的經(jīng)下變頻的數(shù)字化樣本。如技術(shù)人員所理解的那樣，發(fā)送段也與天線陣列 330可操作地連接。OBSAI RP3 01/CPRI接口 304，隨著從節(jié)點(diǎn)B基帶解碼，輸出IQ樣本對(duì)，而有源天線的數(shù)字信號(hào)處理鏈執(zhí)行濾波器功能306和為每個(gè)分立的收發(fā)機(jī)元件施加波束形狀權(quán)重 308。按照本發(fā)明的一些實(shí)施例，波束形狀權(quán)重308可以包括對(duì)每個(gè)天線元件的相對(duì)相位、 振幅和等待時(shí)間關(guān)系。校準(zhǔn)校正結(jié)果系數(shù)(用以消除校準(zhǔn)測(cè)量誤差)用于復(fù)合波束成形誤差校正過(guò)程。在圖7和圖8的流程圖中詳細(xì)示出了消除反饋誤差的一個(gè)例子。有益的是， 還可以將這些校準(zhǔn)校正結(jié)果系數(shù)相加，以校正分立發(fā)送鏈內(nèi)的任何減損。多個(gè)天線陣列TX 信號(hào)處理功能并行執(zhí)行，而測(cè)試校準(zhǔn)方法只是被安排成每次使用一個(gè)天線陣列。多個(gè)并行收發(fā)機(jī)電路312每一個(gè)都包括數(shù)模變換(314)，以產(chǎn)生復(fù)數(shù)基帶模擬信號(hào)。模擬信號(hào)經(jīng)濾波(316)后，被頻率轉(zhuǎn)換(318、320)到所希望的RF頻帶。這些RF信號(hào)經(jīng)放大(32 后，被路由通過(guò)雙工器器件324，以使發(fā)送信號(hào)與接收通路隔離。經(jīng)放大后， RF信號(hào)通過(guò)例如如圖4所示的耦合器結(jié)構(gòu)3 被路由給天線元件330。對(duì)于使用天線陣列330的接收功能來(lái)說(shuō)，每個(gè)天線元件具有其自己的接收信號(hào)鏈。多個(gè)并行收發(fā)機(jī)電路312在接收模式下包括將接收信號(hào)提供給低噪聲放大器(LNA) 332的天線雙工器324。LNA 332將接收信號(hào)的放大形式提供給相應(yīng)的正交(“I"和"Q") 下變頻級(jí)334，該正交下變頻級(jí)334被安排成將相應(yīng)的經(jīng)放大的接收信號(hào)下變頻為下變頻信號(hào)。下變頻信號(hào)從本地振蕩產(chǎn)生子系統(tǒng)340以正交形式被饋入。相應(yīng)的經(jīng)放大、正交下變頻的接收信號(hào)經(jīng)相應(yīng)的低通濾波器336被輸入到相應(yīng)的模數(shù)變換器338，以將經(jīng)正交下變頻的接收信號(hào)變換成數(shù)字形式。按照本發(fā)明的實(shí)施例，數(shù)字形式的單個(gè)極化類型(例如-45度)的各種接收信號(hào)被輸入到多個(gè)并行波束成形處理邏輯模塊；344。值得注意的是，按照本發(fā)明的一些實(shí)施例，波束成形處理涉及對(duì)每個(gè)分立接收信號(hào)進(jìn)行與波束方向圖系數(shù)342相應(yīng)的相位、振幅和等待時(shí)間縮放。多個(gè)并行波束成形處理邏輯模塊344每一個(gè)都包括被安排成處理波束成形和隨后的信道濾波的相應(yīng)邏輯。并行波束成形處理邏輯模塊344用相應(yīng)的信道濾波器處理所接收的數(shù)字形式的信號(hào)，并提供輸出信號(hào)。為"I"、“ Q"形式的數(shù)字輸出信號(hào)的每一個(gè)被相加地合并(346)。因此，在數(shù)字域?yàn)V波中，在每個(gè)接收通路上執(zhí)行波束成形加權(quán)和校準(zhǔn)校正。這些結(jié)果通過(guò)OBSAI RP3 01/CPRI接口 302輸出給節(jié)點(diǎn)B基帶。類似地，對(duì)于接收分集處理，多個(gè)并行接收機(jī)電路374每一個(gè)都在接收模式下包括將接收信號(hào)提供給低噪聲放大器(LNA) 378的接收帶通濾波器376。LNA 378將放大形式的接收信號(hào)提供給相應(yīng)的正交(“I"和"Q")下變頻級(jí)382，該正交下變頻級(jí)382被安排成將相應(yīng)的經(jīng)放大的接收信號(hào)下變頻成下變頻信號(hào)。下變頻信號(hào)從本地振蕩產(chǎn)生子系統(tǒng) 380以正交形式被饋入。各個(gè)經(jīng)放大、正交下變頻的接收信號(hào)經(jīng)相應(yīng)的低通濾波器384被輸入到相應(yīng)的模數(shù)變換器386，以將經(jīng)正交下變頻的接收信號(hào)變換成數(shù)字形式。按照本發(fā)明的一些實(shí)施例，數(shù)字形式的單個(gè)極化類型(例如-45度)的各種接收信號(hào)被輸入到多個(gè)并行波束成形處理邏輯模塊392。值得注意的是，按照本發(fā)明的實(shí)施例，波束成形處理涉及對(duì)每個(gè)分立接收信號(hào)進(jìn)行與波束方向圖系數(shù)390相應(yīng)的相位、振幅和等待時(shí)間縮放。多個(gè)并行波束成形處理邏輯模塊392每一個(gè)都包括被安排成處理波束成形和隨后的信道濾波的相應(yīng)邏輯。并行波束成形處理邏輯模塊392用各自的信道濾波器處理所接收的數(shù)字形式的信號(hào)，并提供輸出信號(hào)。為"I"和"Q"形式的數(shù)字輸出信號(hào)的每一個(gè)被相加地合并(394)。波束成形過(guò)程的輸出產(chǎn)生類型與基本上在所處理的波束成形內(nèi)接收的信號(hào)相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)。這些數(shù)字信號(hào)被變換成模擬形式后，被上變頻以產(chǎn)生在可以由節(jié)點(diǎn)B進(jìn)一步處理的頻帶內(nèi)的信號(hào)?？梢栽O(shè)想，可以使用功率管理功能和時(shí)鐘產(chǎn)生功能，但是為了簡(jiǎn)明起見圖中沒(méi)有示出。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以將分集接收通路轉(zhuǎn)發(fā)給節(jié)點(diǎn)B，它在一個(gè)實(shí)施例中為傳統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)B。在一個(gè)示例實(shí)施例中，天線陣列系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)交叉極化天線元件。這樣，一種極化類型的天線元件可以由節(jié)點(diǎn)B通過(guò)單獨(dú)的分集接收機(jī)處理，而分集信號(hào)在單獨(dú)的轉(zhuǎn)發(fā)通路上被中繼回節(jié)點(diǎn)B。在一個(gè)示例實(shí)施例中，所設(shè)想的是，可以獲得全系統(tǒng)性的改善。例如，本發(fā)明的一些實(shí)施例可以"本地"監(jiān)視與小區(qū)環(huán)境有關(guān)的信息，而該信息可以被傳送給系統(tǒng)的現(xiàn)有的與其他OMC流量無(wú)關(guān)的0MC，以便使這個(gè)OMC可以實(shí)現(xiàn)全系統(tǒng)性的改變。此外，例如，可以從天線陣列的每個(gè)天線元件接收信號(hào)，其中每個(gè)信號(hào)被再生后進(jìn)入單個(gè)天線饋線。在這個(gè)例子中，可以以網(wǎng)絡(luò)環(huán)境信息中有些可以丟棄的方式對(duì)再生的信號(hào)信息進(jìn)行處理。在傳統(tǒng)的天線陣列中不能導(dǎo)出空間環(huán)境信息，因此處理該信息可以得到超過(guò)傳統(tǒng)系統(tǒng)的益處。入射到天線陣列上的進(jìn)入RF信號(hào)可以使到達(dá)角(AoA)得以計(jì)算出來(lái)。這些到達(dá)角由控制器邏輯結(jié)合有源波束成形器邏輯模塊來(lái)確定。因此，可以將來(lái)自寬角波束的信息中繼回到節(jié)點(diǎn)B或0MC。然而，為了有助于網(wǎng)絡(luò)最佳化，已知的是在天線陣列上就統(tǒng)計(jì)來(lái)說(shuō)可以有來(lái)自較窄到達(dá)角的更多信號(hào)。該信息可以根據(jù)在這些分立天線元件上接收到的信號(hào)予以統(tǒng)計(jì)處理。在這個(gè)例子中，所設(shè)想的是，可以將該信息用例如IP消息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)元件/調(diào)制解調(diào)器中繼回0MC。響應(yīng)于這些IP消息，OMC可以調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，諸如波束方向和波束成形的方位方向圖類型(Azimuth pattern type)?？商娲鼗虼送?，OMC可以使用這樣的信息來(lái)改變上行鏈路或下行鏈路方向圖類型，例如以便較好地優(yōu)化或規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)?？梢岳眠@種IP調(diào)制解調(diào)器來(lái)中繼OMC指令。按照本發(fā)明的一些實(shí)施例，天線陣列的校準(zhǔn)和校正系數(shù)的應(yīng)用由校準(zhǔn)控制器邏輯 352控制，這將參照?qǐng)D5和圖6予以進(jìn)一步說(shuō)明。因此，校準(zhǔn)控制器邏輯352被可操作地耦接到并行波束成形處理邏輯模塊310、344、392上。按照本發(fā)明的一些實(shí)施例，校準(zhǔn)控制器邏輯352還控制在耦合器結(jié)構(gòu)326內(nèi)的RF 和測(cè)試信號(hào)的路由，如參照?qǐng)D4進(jìn)一步說(shuō)明的那樣。在這方面，校準(zhǔn)控制器邏輯352被安排成通過(guò)校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生和反饋收發(fā)機(jī)電路363輸出校準(zhǔn)信號(hào)和接收來(lái)自反饋收發(fā)機(jī)電路312 的信號(hào)。校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生和反饋收發(fā)機(jī)電路363包括多個(gè)與校準(zhǔn)控制器邏輯352耦合并被安排成提供或接收數(shù)字化IQ信號(hào)的數(shù)字輸入/輸出端口。校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生和反饋收發(fā)機(jī)電路 363包括產(chǎn)生復(fù)數(shù)基帶模擬信號(hào)的數(shù)模變換(3M)。模擬信號(hào)經(jīng)濾波(356)后被頻率轉(zhuǎn)換 (360)到所希望的RF頻帶。校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生和反饋收發(fā)機(jī)電路363還包括各個(gè)正交(“I" 和"Q")下變頻級(jí)366，其被安排成將相應(yīng)的經(jīng)放大的接收信號(hào)下變頻為下變頻信號(hào)。從本地振蕩產(chǎn)生子系統(tǒng)368以正交形式饋入下變頻信號(hào)。相應(yīng)的經(jīng)放大、正交下變頻的接收信號(hào)經(jīng)相應(yīng)的低通濾波器370被輸入到相應(yīng)的模數(shù)變換器372，以將經(jīng)正交下變頻的接收信號(hào)變換成數(shù)字形式。校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生和反饋收發(fā)機(jī)電路363包括雙刀雙擲開關(guān)362，其被安排成將單個(gè)反饋或校準(zhǔn)信號(hào)通過(guò)復(fù)合開關(guān)364傳送給耦合器結(jié)構(gòu)326。校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生和反饋收發(fā)機(jī)電路363的功能是將反饋點(diǎn)連接至正在校準(zhǔn)測(cè)量的相應(yīng)耦合器通路。對(duì)于接收校準(zhǔn)來(lái)說(shuō)，校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生和反饋收發(fā)機(jī)電路363被安排成將校準(zhǔn)信號(hào)上變頻到正在測(cè)量的接收機(jī)的工作頻率。對(duì)于發(fā)送操作來(lái)說(shuō)，校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生和反饋收發(fā)機(jī)電路363被安排成將發(fā)射機(jī)正在測(cè)試的RF信號(hào)下變頻到基帶。有益的是，反饋或信號(hào)產(chǎn)生中許多是公共的，從而在規(guī)格化算法的配合下使對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響達(dá)到最小。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，可以利用不同類型的數(shù)字測(cè)試音。例如，可以設(shè)想，數(shù)字測(cè)試音可以是實(shí)數(shù)的、復(fù)數(shù)的(例如，或者是基于笛卡兒坐標(biāo)的或者是極坐標(biāo)模式的)。 此外，所設(shè)想的是，數(shù)字測(cè)試音可以是寬譜測(cè)試音或窄譜測(cè)試音，或者諸如功率、頻率響應(yīng)等之類的測(cè)試音特性中的一些甚至可以在校準(zhǔn)中途改變。此外，本發(fā)明人確定，接收校準(zhǔn)算法的收斂很大程度上取決于所使用的校準(zhǔn)數(shù)字測(cè)試音信號(hào)。如果使用的是不適當(dāng)?shù)臄?shù)字測(cè)試音，解可以收斂到(在收斂理論所泛指的)“ 局部最小值"。從根本上說(shuō)，這意味著由自適應(yīng)算法計(jì)算得到的解不是最佳的，并且會(huì)有損于整個(gè)校準(zhǔn)系統(tǒng)的功能。因此，選擇正確的數(shù)字測(cè)試音就成為在收斂速度、收斂精度、SNR的健壯性和局部最小值的接近之間的折衷。為了保證算法收斂到基本上最優(yōu)的解，本發(fā)明的一些實(shí)施例提出了提供調(diào)整數(shù)字測(cè)試音的邏輯。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，校準(zhǔn)算法從頻率較低的兩個(gè)數(shù)字測(cè)試音開始。使用這樣的數(shù)字測(cè)試音有助于排除局部最小值和使算法在大多數(shù)方式下收斂到最優(yōu)解。一旦算法已收斂到接近基本上最優(yōu)的解，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例建議切換到較高頻率的數(shù)字測(cè)試音， 然后在那里以平滑器方式實(shí)現(xiàn)收斂到最近解(由于算法的最初部分，這個(gè)解現(xiàn)在當(dāng)然是最優(yōu)解)?，F(xiàn)在參見圖4，圖中例示了按照?qǐng)D3的網(wǎng)絡(luò)元件示例實(shí)施例的在校準(zhǔn)波束成形天線陣列中所用的開關(guān)耦合器結(jié)構(gòu)326的一個(gè)較詳細(xì)的例子。特別是，開關(guān)耦合器結(jié)構(gòu)3 考慮了公共接收或發(fā)送陣列失配校正方案。這與在已知技術(shù)內(nèi)所描述的單獨(dú)的發(fā)送和接收波束成形陣列校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)和相關(guān)聯(lián)的校準(zhǔn)方案形成對(duì)照。圖4的示例耦合器結(jié)構(gòu)是一個(gè)8天線耦合器矩陣，并且利用這種耦合器結(jié)構(gòu)可以允許使用兩個(gè)不同的耦合通路來(lái)校準(zhǔn)相同的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)。這允許在計(jì)算校準(zhǔn)結(jié)果系數(shù)時(shí)對(duì)不同的通路進(jìn)行規(guī)格化。8 個(gè)收發(fā)機(jī) 402、408、414、420、430、436、446、452 分別與相應(yīng)的天線 404、410、416、 422、432、438、448、454 可操作地耦合。每個(gè)收發(fā)機(jī) 402、408、414、420、430、436、446、452 和相應(yīng)的天線404、410、416、422、432、438、448、妨4被安排成與三個(gè)復(fù)合開關(guān)似6、442、458中的兩個(gè)可操作地耦合，在這個(gè)例子中，這兩個(gè)復(fù)合開關(guān)被安排成使測(cè)試信號(hào)可以通過(guò)可替換的測(cè)試通路被路由給每個(gè)收發(fā)機(jī)。圖4的開關(guān)耦合器結(jié)構(gòu)3 包括三個(gè)復(fù)合開關(guān)426、442、458，其每一個(gè)都包括4個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，即復(fù)合開關(guān)端口 A 428、復(fù)合開關(guān)端口 B 444和復(fù)合開關(guān)端口 C 460。在考慮以下示例信號(hào)流時(shí)，可以較好地理解圖4的開關(guān)耦合器結(jié)構(gòu)326的操作。例如，在Ant3 416上的信號(hào)可以耦合回/通過(guò)到復(fù)合開關(guān)端口 A 4 和不同的復(fù)合開關(guān)端口 B 444上?？紤]使用在Ant3 416上的信號(hào)的發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)的情況。如果在不同的反饋(例如，通過(guò)復(fù)合開關(guān)端口 A 4 和不同的復(fù)合開關(guān)端口 B 444)之間不同地測(cè)量被耦合回的信號(hào)，那么可以認(rèn)為該誤差可以被表征為反饋通路失配。這個(gè)反饋失配隨后可以從所有使用復(fù)合開關(guān)輸出端B 444的信號(hào)通路的相應(yīng)相位/振幅/等待時(shí)間校正中予以消除，因此基本上使反饋誤差達(dá)到最小。相反，對(duì)于接收校準(zhǔn)，可以首先將信號(hào)輸入復(fù)合開關(guān)端口 A 428，然后再輸入復(fù)合開關(guān)端口 B 444，并且相應(yīng)的接收測(cè)量就可以消除前饋(feed-forward)校準(zhǔn)信號(hào)通路上的失配。所提出的耦合器矩陣的規(guī)模能低于和超過(guò)使用8個(gè)天線的規(guī)模，并且所提出的耦合器矩陣對(duì)陣列的大小沒(méi)有限制。在耦合器矩陣結(jié)構(gòu)326中應(yīng)注意的是，在每個(gè)收發(fā)機(jī)與相應(yīng)的天線通路之間設(shè)置有至少兩個(gè)定向耦合器。使用8天線耦合器矩陣，考慮到由于陣列大小而引起的累積誤差，可以實(shí)現(xiàn)好于5度的相位失配校正。共同極化的天線在節(jié)點(diǎn)B 基帶處理之前被組合在一起，因此可以與具有其他可選極化的天線分開校準(zhǔn)。在接收校準(zhǔn)工作模式下，在任何特定時(shí)間作為校準(zhǔn)過(guò)程的一部分只測(cè)量一個(gè)接收信號(hào)處理通路，從而對(duì)整個(gè)接收機(jī)性能具有最小的影響。此外，在正在測(cè)量一個(gè)天線通路時(shí)，天線耦合器結(jié)構(gòu)3 保證接收測(cè)試信號(hào)基本上不會(huì)被耦合到其他天線通路。在這方面， 存在足夠的復(fù)合開關(guān)端口隔離，并且開關(guān)耦合器存在足夠的方向性。此外，相鄰天線結(jié)構(gòu)之間的隔離保證了將校準(zhǔn)音隔離限制在單個(gè)通路內(nèi)，從而不會(huì)顯著地減損沒(méi)被測(cè)量的接收信號(hào)處理通路。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，使運(yùn)行校準(zhǔn)例程的頻率取決于通常的網(wǎng)絡(luò)空中接口流量和環(huán)境狀況。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，在環(huán)境狀況快速改變期間可以更經(jīng)常地執(zhí)行校準(zhǔn)， 而在流量繁忙期間可以較不經(jīng)常地執(zhí)行校準(zhǔn)。假設(shè)對(duì)所有的元件均等地加權(quán)，那么校準(zhǔn)期間對(duì)SNR的影響為RxSNRcal = IOlog (1-(1/(MN))[等式 3]其中M為陣列的行數(shù)；以及N為陣列的列數(shù)。對(duì)于一個(gè)16元件的陣列，這將相當(dāng)于只降低了 0. ^dB。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以測(cè)量每個(gè)收發(fā)機(jī)通路，而適當(dāng)?shù)脑?，同一個(gè)收發(fā)機(jī)通路可以被測(cè)量不止一次，例如在接收工作模式下使用不同的測(cè)試信號(hào)通路進(jìn)行測(cè)量。這樣，可以根據(jù)正在使用施加到兩個(gè)收發(fā)機(jī)通路上的兩個(gè)不同的測(cè)試信號(hào)測(cè)量的單個(gè)接收機(jī)，將測(cè)試通路誤差規(guī)格化。此后，可以按使用這個(gè)更替通路的接收機(jī)，將所有其他使用單個(gè)通路測(cè)試的接收機(jī)規(guī)格化。可以使用在不同的收發(fā)機(jī)通路的測(cè)試結(jié)果中的差異來(lái)估計(jì)由于反饋通路而引起的任何偏差。這樣的偏差可以用來(lái)規(guī)格化這些結(jié)果，以使得反饋誤差中的失配差異可以作為結(jié)果校準(zhǔn)信號(hào)的誤差源予以消除。在一個(gè)實(shí)施例中，可以通過(guò)參考所確定的最長(zhǎng)通路延遲和按所確定的最長(zhǎng)通路延遲將對(duì)這些測(cè)量的所有等待時(shí)間估計(jì)來(lái)確定等待時(shí)間補(bǔ)償。此后，可以在每個(gè)其他接收通路上相應(yīng)地進(jìn)行等待時(shí)間補(bǔ)償，以保證這些接收通路之間的一致性。此外，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以將確定為信號(hào)質(zhì)量或幅度與預(yù)期的信號(hào)質(zhì)量或幅度相比有顯著降低的接收通路從陣列中除去，因?yàn)橄鄳?yīng)的噪聲影響只會(huì)損害整體性能。這樣，這個(gè)實(shí)施例可以允許天線軟失效機(jī)制在使用天線陣列的通信系統(tǒng)中使用。此后， 可以設(shè)置狀態(tài)更新，例如以啟動(dòng)維護(hù)或網(wǎng)絡(luò)OMC補(bǔ)償?，F(xiàn)在參見圖5，圖中例示了按照本發(fā)明的一些實(shí)施例的圖3的網(wǎng)絡(luò)元件300的校準(zhǔn)控制器352的一個(gè)例子。校準(zhǔn)控制器352包括數(shù)字IQ信號(hào)源505，其被安排成將要用作校準(zhǔn)信號(hào)520的復(fù)數(shù)字IQ信號(hào)510、515提供給與正在測(cè)量的接收通路耦合的校準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生和反饋收發(fā)機(jī)電路363上的數(shù)模變換器(DAC)輸入端。同樣的數(shù)字IQ信號(hào)510、515也提供給自適應(yīng)機(jī)構(gòu)525。自適應(yīng)濾波器525將經(jīng)修改的數(shù)字IQ信號(hào)545、550提供給比較器邏輯565。比較器邏輯565還接收由選擇器邏輯560選擇的IQ數(shù)字信號(hào)。選擇器邏輯560從若干不同的模數(shù)變換器(ADC)信號(hào)570中選擇正在測(cè)試的接收通路的一個(gè)特定反饋IQ數(shù)字信號(hào)。這樣，比較器邏輯565比較這兩對(duì)數(shù)字IQ信號(hào)，并產(chǎn)生數(shù)字IQ誤差信號(hào)535540， 其被輸入到諸如最小均方(LMS)型結(jié)構(gòu)530之類的自適應(yīng)濾波器更新算法功能/邏輯。最小均方(IiK)型結(jié)構(gòu)530然后將兩個(gè)調(diào)整信號(hào)提供給自適應(yīng)濾波器525。在自適應(yīng)濾波器525已收斂時(shí)，從每個(gè)收發(fā)機(jī)進(jìn)行一次測(cè)量，并且從LMS邏輯530 輸出的結(jié)果值被存儲(chǔ)。收斂被定義為誤差信號(hào)535、540被充分最小化的狀態(tài)。在過(guò)程完成了一整套測(cè)量時(shí)，對(duì)于信號(hào)處理通路來(lái)說(shuō)，承擔(dān)了計(jì)算復(fù)合波束形狀和校準(zhǔn)更新系數(shù)的過(guò)程。在已知的技術(shù)領(lǐng)域中沒(méi)有公開復(fù)合波束成形和結(jié)果校準(zhǔn)校正功能。現(xiàn)在參見圖6，圖中例示了在圖5的校準(zhǔn)控制器中可以使用的自適應(yīng)濾波器525的一個(gè)較詳細(xì)的例子。自適應(yīng)濾波器525接收還用作為校準(zhǔn)信號(hào)的數(shù)字IQ信號(hào)510、515。自適應(yīng)濾波器525包括復(fù)數(shù)乘法器邏輯605，其被安排成將數(shù)字IQ信號(hào)510、515與由IQ調(diào)整邏輯615提供的數(shù)字IQ信號(hào)相乘。這樣，IQ調(diào)整邏輯615與復(fù)數(shù)乘法器邏輯605 —起調(diào)整數(shù)字IQ信號(hào)510、515的相位和/或增益。IQ調(diào)整邏輯615的操作由LMS型結(jié)構(gòu)530所產(chǎn)生的調(diào)整信號(hào)控制。按照本發(fā)明的實(shí)施例，經(jīng)相位和/或增益調(diào)整的數(shù)字IQ信號(hào)被輸入延遲邏輯610。 這樣，延遲邏輯610調(diào)整經(jīng)相位和/或增益調(diào)整的數(shù)字IQ信號(hào)的延遲。延遲邏輯510的操作由LMS型結(jié)構(gòu)530所產(chǎn)生的調(diào)整信號(hào)控制。自適應(yīng)濾波器525的延遲邏輯610輸出經(jīng)相位和/或增益和/或等待時(shí)間調(diào)整的數(shù)字IQ信號(hào)M5、550。接收校準(zhǔn)算法最初使用來(lái)自ADC的輸入信號(hào)電平，以便測(cè)量RF環(huán)境。取決于所用的自適應(yīng)算法的類型，將測(cè)試信號(hào)設(shè)置為在正在測(cè)試的接收機(jī)的ADC的動(dòng)態(tài)范圍之內(nèi)，并因此具有充分高的電平以保證相應(yīng)的校準(zhǔn)信號(hào)的接收CINR能與基準(zhǔn)測(cè)試信號(hào)會(huì)聚。在這個(gè)實(shí)施例中，可以將低通濾波器392設(shè)置在ADC反饋通路內(nèi)，以使它有選擇地除去其余的周圍RF信號(hào)。將RF測(cè)試信號(hào)保持在最小電平，以保證使在一個(gè)耦合器處的測(cè)試信號(hào)對(duì)其他接收機(jī)通路的隔離達(dá)到最小。因此，如果RF測(cè)試信號(hào)比RF周圍實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)流量充分強(qiáng)，由于校準(zhǔn)信號(hào)泄漏到其他接收通路，校準(zhǔn)例程的性能會(huì)顯著地減損實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)流量接收。按照本發(fā)明的實(shí)施例，提出了一種接收陣列校準(zhǔn)方案，可以測(cè)量分立接收機(jī)在等待時(shí)間、相位響應(yīng)和增益方面的響應(yīng)。然后可以對(duì)所組合的接收機(jī)信號(hào)進(jìn)行規(guī)格化增益、相位和等待時(shí)間調(diào)整，以使得所需信號(hào)可以得到最佳合并，以提供所希望的波束方向圖。有益的是，可以將波束成形加權(quán)加上校正失配相位和振幅縮放合并入一個(gè)調(diào)整級(jí)。通過(guò)通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)每次產(chǎn)生施加到一個(gè)接收機(jī)元件上的測(cè)試信號(hào)來(lái)執(zhí)行接收機(jī)校準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以將測(cè)試音振幅設(shè)置為高于RF周圍實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)流量信號(hào)或接收機(jī)固有噪聲電平10dB，以保證它在經(jīng)圖4的開關(guān)耦合器結(jié)構(gòu)326內(nèi)所用的相應(yīng)的無(wú)源組件和耦合機(jī)構(gòu)衰減之后仍是可測(cè)量的。在校準(zhǔn)期間，可以調(diào)整用測(cè)試音所確定的在各個(gè)接收通路之間的任何減損。通過(guò)復(fù)合開關(guān)至校準(zhǔn)接收機(jī)的反饋通路和用來(lái)通過(guò)復(fù)合開關(guān)路由用于接收校準(zhǔn)的測(cè)試音的通路將遭受不同的通路延遲、相位響應(yīng)和插入損耗。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，可以將基準(zhǔn)測(cè)試信號(hào)選擇成可以得出所有其他接收通路復(fù)數(shù)微分失配變量。在接收校準(zhǔn)中，選擇得不好的測(cè)試信號(hào)可以導(dǎo)致自適應(yīng)算法收斂到一個(gè)遠(yuǎn)離真實(shí)最優(yōu)解的解。因此，必須謹(jǐn)慎地精心制作測(cè)試音，以保證它們能正確收斂。一旦得出這些復(fù)數(shù)微分失配變量，就可以將它們以與波束成形權(quán)重相乘的方式合并，以獲得所希望的波束成形方向圖。按照本發(fā)明的一些實(shí)施例，提出了一種可以以基本上不減損實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)性能這樣的方式執(zhí)行的接收陣列校準(zhǔn)方案。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所設(shè)想的是，可以根據(jù)以下一個(gè)或多個(gè)情況實(shí)現(xiàn)接收校準(zhǔn)過(guò)程或發(fā)送校準(zhǔn)過(guò)程⑴波束所需精度；(ii)重新配置接收或發(fā)送調(diào)校多長(zhǎng)時(shí)間一次；以及(iii)環(huán)境因素的改變率。然而，對(duì)于基于改變分立接收機(jī)或發(fā)射機(jī)響應(yīng)的環(huán)境因素的固定波束方向圖來(lái)說(shuō)，可以預(yù)期的是，相繼接收或發(fā)送校準(zhǔn)過(guò)程之間的時(shí)間可以是幾分鐘的量級(jí)?，F(xiàn)在參見圖7，圖中例示了執(zhí)行天線陣列的接收校準(zhǔn)的流程圖700的一個(gè)例子。流程圖700以初始化校準(zhǔn)硬件開始，例如包括加載對(duì)振幅、相位和等待時(shí)間的初始估計(jì)、自適應(yīng)算法、特定收斂參數(shù)(即LMS增益)、校準(zhǔn)持續(xù)時(shí)間的特定定時(shí)器和耦合器網(wǎng)絡(luò)配置，如步驟705所示。一旦步驟705對(duì)校準(zhǔn)硬件進(jìn)行了初始化，設(shè)置最佳測(cè)試信號(hào)振幅設(shè)置，以便計(jì)入任何對(duì)天線元件的周圍RF環(huán)境影響，如步驟710所示。然后將測(cè)試信號(hào)施加到單個(gè)接收通路上，并且輸入到所希望的模數(shù)變換器(ADC)，如步驟715所示。然后運(yùn)行接收校準(zhǔn)例程，并且過(guò)程等待收斂結(jié)果。一旦結(jié)果收斂，就提取收斂的自適應(yīng)濾波器值，例如振幅、相位和等待時(shí)間，如步驟720所示。然后，可以調(diào)整等待時(shí)間測(cè)量結(jié)果，以納入已在循環(huán)內(nèi)存在的任何等待時(shí)間調(diào)整，例如從先前校準(zhǔn)所確定的等待時(shí)間調(diào)整。然后，確定對(duì)最后的接收測(cè)量是否執(zhí)行了校準(zhǔn)例程，如步驟725所示。如果在步驟 725中確定它不是最后的接收測(cè)量，流程返回步驟715。如果在步驟715確定它是最后的接收測(cè)量，過(guò)程就使用來(lái)自不同信號(hào)通路的公共接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將所有的誤差規(guī)格化，如步驟730所示。此后，過(guò)程標(biāo)識(shí)其檢測(cè)到的信號(hào)被確定為低于信號(hào)門限電平的那些接收通路，以便標(biāo)識(shí)任何失效通路，如步驟735所示。對(duì)于在步驟735已被標(biāo)識(shí)為所檢測(cè)的信號(hào)低于信號(hào)門限的那些接收通路，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，從接收校準(zhǔn)過(guò)程中除去這些特定的接收通路，并設(shè)置軟失效標(biāo)志，如步驟740所示。對(duì)于在步驟735已標(biāo)識(shí)為不低于信號(hào)門限的那些接收通路，在步驟745，確定最長(zhǎng)的等待時(shí)間值。一旦在步驟745標(biāo)識(shí)了最長(zhǎng)的等待時(shí)間值，就按這個(gè)最長(zhǎng)的等待時(shí)間值將所有的接收信號(hào)的等待時(shí)間值規(guī)格化，如步驟750所示。在步驟750按最長(zhǎng)的等待時(shí)間值將所有的所確定的等待時(shí)間值規(guī)格化之后，執(zhí)行對(duì)來(lái)自基準(zhǔn)發(fā)送通路的結(jié)果的復(fù)縮放，以便確定要應(yīng)用于所有其他接收通路的規(guī)格化結(jié)果，如步驟755所示。此后，用所確定的每個(gè)通路的所希望的波束加權(quán)來(lái)縮放規(guī)格化的復(fù)結(jié)果，如步驟760所示。最后，將經(jīng)復(fù)合更新系數(shù)應(yīng)用于天線陣列內(nèi)的所有接收通路，如步驟765所示。按照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，對(duì)于發(fā)送校準(zhǔn)，可以設(shè)想，可以使用與接收校準(zhǔn)中所用的類似的結(jié)構(gòu)。然而，本發(fā)明的一些實(shí)施例可以利用實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)流量信號(hào)而不是數(shù)字IQ 源。在這個(gè)實(shí)施例中，發(fā)送信號(hào)是已知的，因?yàn)樗莵?lái)自節(jié)點(diǎn)B上的數(shù)字基帶電路的IQ數(shù)據(jù)流?，F(xiàn)在參見圖8，圖中例示了執(zhí)行天線陣列的發(fā)送校準(zhǔn)的流程圖800的例子。流程圖800以初始化校準(zhǔn)硬件開始，例如包括加載對(duì)振幅、相位和等待時(shí)間的初始估計(jì)、自適應(yīng)算法、特定的收斂參數(shù)(即LMS增益)、校準(zhǔn)持續(xù)時(shí)間的特定定時(shí)器和耦合器網(wǎng)絡(luò)配置，如步驟805所示。一旦在步驟805將校準(zhǔn)硬件初始化了，就設(shè)置最佳校準(zhǔn)反饋調(diào)校(line-up) 設(shè)置，以便計(jì)入天線元件上的功率，如步驟810所示。此后，通過(guò)校準(zhǔn)反饋通路耦合適當(dāng)?shù)膶?shí)時(shí)發(fā)送信號(hào)，如步驟815所示。然后，運(yùn)行發(fā)送校準(zhǔn)例程，并且過(guò)程等待收斂的結(jié)果。一旦結(jié)果收斂，就提取收斂的自適應(yīng)濾波器值，例如振幅、相位和等待時(shí)間，如步驟820所示。然后，可以將等待時(shí)間測(cè)量調(diào)整成納入已存在在循環(huán)內(nèi)的任何等待時(shí)間調(diào)整，例如從先前校準(zhǔn)所確定的等待時(shí)間調(diào)整，如步驟825所示。此外，例如，還可以將振幅和相位測(cè)量調(diào)整成納入已添加在循環(huán)內(nèi)的振幅和相位調(diào)整，例如來(lái)自先前校準(zhǔn)的振幅和相位調(diào)整，如步驟830所示。一旦對(duì)振幅、相位和等待時(shí)間值中的一個(gè)或多個(gè)作了任何調(diào)整，就將振幅、相位和等待時(shí)間存儲(chǔ)在軟件內(nèi)，如步驟835所示。然后，在步驟840確定對(duì)最后的發(fā)送測(cè)量是否執(zhí)行了校準(zhǔn)例程，如步驟840所示。如果在步驟840確定它不是最后的發(fā)送測(cè)量，流程就返回步驟815。如果在步驟840確定它是最后的發(fā)送測(cè)量，過(guò)程就標(biāo)識(shí)其所檢測(cè)的信號(hào)被確定為低于門限值或任何校準(zhǔn)無(wú)法成功收斂的那些發(fā)送通路，如步驟845所示。對(duì)于在步驟845 已標(biāo)識(shí)為所檢測(cè)的信號(hào)低于門限值或任何校準(zhǔn)無(wú)法成功收斂的那些發(fā)送通路，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，就從發(fā)送校準(zhǔn)過(guò)程中除去這些發(fā)送通路，并設(shè)置軟失效標(biāo)志，如步驟850所
7J\ ο對(duì)于在步驟845已標(biāo)識(shí)為所檢測(cè)的信號(hào)不低于門限值的或任何校準(zhǔn)不是無(wú)法成功收斂的那些發(fā)送通路，按最長(zhǎng)的等待時(shí)間值將所有的所確定的等待時(shí)間值規(guī)格化，如步驟855所示。一旦在步驟855按最長(zhǎng)的等待時(shí)間值將所有的所確定的等待時(shí)間值規(guī)格化了， 則執(zhí)行對(duì)從基準(zhǔn)發(fā)送通路得到的結(jié)果的復(fù)縮放，以便確定要應(yīng)用于所有其他發(fā)送通路的規(guī)格化結(jié)果，如步驟860所示。此后，用所確定的每個(gè)通路的所希望的波束加權(quán)縮放規(guī)格化的復(fù)結(jié)果，如步驟865所示。最后，將經(jīng)復(fù)合更新系數(shù)應(yīng)用于天線陣列內(nèi)所有發(fā)送通路，如步驟870所示?，F(xiàn)在參見圖9，圖中例示了可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例中的信號(hào)處理功能的典型計(jì)算系統(tǒng)900。這種計(jì)算系統(tǒng)可以用于接入點(diǎn)和無(wú)線通信單元。相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員也會(huì)認(rèn)識(shí)到，如何使用其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或體系結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。計(jì)算系統(tǒng)900可以表示例如臺(tái)式、膝上型或筆記本計(jì)算機(jī)、手持式計(jì)算設(shè)備(PDA、蜂窩電話機(jī)、掌上計(jì)算機(jī)等)、主機(jī)、服務(wù)器、客戶機(jī)或任何其他類型的所希望的或適合給定應(yīng)用或環(huán)境的專用或通用計(jì)算設(shè)備。計(jì)算系統(tǒng)900可以包括一個(gè)或多個(gè)處理器，諸如處理器904。處理器904可以用通用或?qū)Ｓ玫奶幚硪妫T如微處理器、微控制器或其他控制邏輯之類來(lái)實(shí)現(xiàn)。在這個(gè)例子中， 處理器904與總線902或其他通信介質(zhì)連接。計(jì)算系統(tǒng)900還可以包括主存儲(chǔ)器908，諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)或其他動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，用來(lái)存儲(chǔ)信息和要由處理器904執(zhí)行的指令。主存儲(chǔ)器908也可以用來(lái)存儲(chǔ)在要由處理器904執(zhí)行的指令的執(zhí)行期間的臨時(shí)變量或其他中間信息。計(jì)算系統(tǒng)900同樣可以包括與總線902耦合的只讀存儲(chǔ)器(ROM)或其他靜態(tài)存儲(chǔ)裝置，用來(lái)存儲(chǔ)靜態(tài)信息和給處理器904的指令。17/18 頁(yè)計(jì)算系統(tǒng)900可以還包括信息存儲(chǔ)系統(tǒng)910，信息存儲(chǔ)系統(tǒng)910可以包括例如介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器912和可移動(dòng)存儲(chǔ)接口 920。介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器912可以包括支持固定或可移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)的驅(qū)動(dòng)器或其他機(jī)構(gòu)，諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、磁帶驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器、光盤(⑶) 或數(shù)字視盤(DVD)讀寫驅(qū)動(dòng)器(R或RW)或其他可移動(dòng)或固定介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器。存儲(chǔ)介質(zhì)918 可以包括例如硬盤、軟盤、磁帶、光盤、⑶或DVD，或者其他由介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器912讀寫的固定或可移動(dòng)介質(zhì)。作為這些例子的例示，存儲(chǔ)介質(zhì)918可以包括其中存有特定的計(jì)算機(jī)軟件或數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。在另一些實(shí)施例中，信息存儲(chǔ)系統(tǒng)910可以包括其他使計(jì)算機(jī)程序或其他指令或數(shù)據(jù)可以裝入計(jì)算系統(tǒng)900的類似組件。這樣的組件可以包括例如諸如程序盒式磁盤和盒式磁盤接口、可移動(dòng)存儲(chǔ)器(例如，閃速存儲(chǔ)器或其他可移動(dòng)存儲(chǔ)模塊)和存儲(chǔ)器插槽之類的可移動(dòng)存儲(chǔ)單元922和接口 920，以及允許軟件和數(shù)據(jù)從可移動(dòng)存儲(chǔ)單元918傳送給計(jì)算系統(tǒng)900的其他可移動(dòng)存儲(chǔ)單元922和接口 920。計(jì)算系統(tǒng)900還可以包括通信接口 924。通信接口擬4可以用來(lái)使軟件和數(shù)據(jù)可以在計(jì)算系統(tǒng)900與外部設(shè)備之間傳送。通信接口擬4的例子可以包括調(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 插槽和卡等。通過(guò)通信接口擬4傳送的軟件和數(shù)據(jù)呈現(xiàn)為可以是電子、電磁和光信號(hào)，或者其他能由通信接口擬4接收的信號(hào)。這些信號(hào)通過(guò)信道擬8提供給通信接口 924。這個(gè)信道9 可以承載信號(hào)，并且可以用無(wú)線介質(zhì)、線路或電纜、光纖或者其他通信介質(zhì)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、局域或廣域網(wǎng)和其他通信信道。在這個(gè)文檔中，術(shù)語(yǔ)"計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品"、“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)"之類通?？梢杂脕?lái)指示諸如例如存儲(chǔ)器908、存儲(chǔ)設(shè)備918或存儲(chǔ)單元922之類的介質(zhì)。這些及其他一些形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以存儲(chǔ)供處理器904使用的一個(gè)或多個(gè)指令，以使處理器執(zhí)行所規(guī)定的操作。這樣的指令，通常稱為"計(jì)算機(jī)程序代碼"(可以以計(jì)算機(jī)程序或其他分組的形式分組)，在執(zhí)行時(shí)，能使計(jì)算系統(tǒng)900執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施例的功能。注意，代碼可以直接、經(jīng)編譯和/或與其他軟件、硬件和/或固件元件(例如，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)功能的程序庫(kù))配合， 使處理器執(zhí)行所規(guī)定的操作。在各元件用軟件實(shí)現(xiàn)的一個(gè)實(shí)施例中，軟件可以存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)內(nèi)，用例如可移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器922、驅(qū)動(dòng)器912或通信接口擬4裝入計(jì)算系統(tǒng)900中?？刂七壿?(在這個(gè)例子中為軟件指令或計(jì)算機(jī)程序代碼)在由處理器904執(zhí)行時(shí)使處理器904執(zhí)行如在這里所說(shuō)明的本發(fā)明的功能?？梢岳斫?，為了清晰起見，以上說(shuō)明是參照不同的功能單元和處理器對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的。然而，可以看到，可以使用功能在不同的功能單元或處理器之間，例如對(duì)于廣播模式邏輯或管理邏輯，的適當(dāng)分配，而不會(huì)有損于本發(fā)明。例如，例示為由單獨(dú)的處理器或控制器執(zhí)行的功能可以由同一個(gè)處理器或控制器執(zhí)行。于是，對(duì)具體功能單元的引用僅是要看作對(duì)提供所說(shuō)明的功能的適當(dāng)手段的引用，而不是表示嚴(yán)格的邏輯或物理結(jié)構(gòu)或組織。本發(fā)明的一些方面可以以任何適當(dāng)?shù)男问?，包括硬件、軟件、固件或它們的任何組合的形式實(shí)現(xiàn)。任選的是，本發(fā)明可以至少部分地作為在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)處理器和/或數(shù)字信號(hào)處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明的實(shí)施例的元件和組件可以以任何適當(dāng)方式在物理上、功能上和邏輯上實(shí)現(xiàn)。確實(shí)，這功能可以用單個(gè)單元、多個(gè)單元或其他功能單元的一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)?？梢栽O(shè)想，前面所提到的創(chuàng)造性構(gòu)思為的是提供以下優(yōu)點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)(i)W02008000318(Al)提出了一種為了執(zhí)行校準(zhǔn)而要求必須禁用多個(gè)接收機(jī)鏈的耦合器方案。這個(gè)要求是到多個(gè)天線通路的公共耦合器結(jié)構(gòu)的偽象。在這里所揭示的本發(fā)明的實(shí)施例包括適于克服這個(gè)缺陷的開關(guān)耦合器結(jié)構(gòu)。(ii)所揭示的發(fā)送校準(zhǔn)機(jī)制可以利用所提出的便于反饋實(shí)時(shí)傳輸?shù)拈_關(guān)耦合器結(jié)構(gòu)，其并不會(huì)有損于實(shí)時(shí)傳輸，因此不會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)性能。(iii)在US 6，339，399 Bl中所提出的機(jī)制內(nèi)，因?yàn)槭褂脧?fù)數(shù)乘法器，因此所考慮的只是各個(gè)接收通路上的振幅和相位校正。然而，這樣的技術(shù)沒(méi)有考慮到在將來(lái)對(duì)天線陣列的寬帶使用中的一個(gè)重要因素，即等待時(shí)間。在這里所揭示的本發(fā)明的一些實(shí)施例提出了一種還校正通路的等待時(shí)間匹配的新穎方案。所揭示的校準(zhǔn)控制器被安排成檢測(cè)并行處理接收通路內(nèi)的增益、相位和等待時(shí)間的失配。(iv)US 6，339，399 Bl提出對(duì)其使用不同的波束成形組件塊以進(jìn)行接收校準(zhǔn)結(jié)果校正的機(jī)制。相反，在這里所揭示的一些實(shí)施例提出一種可以使用公共的有源波束成形器和校正方案的機(jī)制。(ν)還揭示了一種復(fù)合的波束成形校準(zhǔn)和校正邏輯，其使用復(fù)合信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)波束控制和失配對(duì)準(zhǔn)處理。(vi)還提出了一種接收校準(zhǔn)方法，其使用測(cè)試信號(hào)每次測(cè)量一個(gè)接收鏈，從而消除了正在進(jìn)行的接收流量的任何影響。接收校準(zhǔn)反饋誤差還可以利用獨(dú)特的反饋通路通過(guò)每個(gè)通路用多個(gè)匹配耦合器予以規(guī)格化。(vii)還揭示了一種順序進(jìn)行天線陣列測(cè)量的算法和失效天線調(diào)校的檢測(cè)方案。(viii)還揭示了一種確定對(duì)波束成形的各個(gè)接收通路的復(fù)合加權(quán)的方法。雖然本發(fā)明結(jié)合一些實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但這并不意味著本發(fā)明就局限于在這里所提出的具體形式。而是，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求限定。此外，雖然某一特征可能看來(lái)是結(jié)合具體實(shí)施例予以說(shuō)明的，但在該領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以看到，可以按照本發(fā)明將所說(shuō)明的這些實(shí)施例的各種特征進(jìn)行組合。在權(quán)利要求中，術(shù)語(yǔ)"包括"并不排除存在其他元件或步驟。此外，雖然是逐個(gè)列出，但多個(gè)裝置、元件或方法步驟可以用例如單個(gè)單元或處理器實(shí)現(xiàn)。此外，雖然可以將各個(gè)特征包括在不同的權(quán)利要求內(nèi)，但可以有益地組合這些特征，并且包括在不同的權(quán)利要求內(nèi)并不意味著這些特征的組合是不可行的和/或無(wú)益的。 此外，將某一特征包括在一類權(quán)利要求內(nèi)并不意味著限于該類，而是表示這個(gè)特征在適當(dāng)?shù)那闆r下同樣可用于其他權(quán)利要求類。此外，在權(quán)利要求書內(nèi)特征的次序并不意味著執(zhí)行這些特征必須遵循的任何特定次序，特別是在方法權(quán)利要求中的各個(gè)步驟的次序并不意味著這些步驟必須按這個(gè)次序執(zhí)行。而是，這些步驟可以按任何適當(dāng)?shù)拇涡驁?zhí)行。此外，單數(shù)引用并不排除有多個(gè)。因此， 對(duì)〃 一個(gè)〃、“第一〃、“第二〃等的引用并不排除是多個(gè)。
權(quán)利要求
1.一種用于校準(zhǔn)(700)天線陣列的方法，所述天線陣列包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的接收通路耦合的多個(gè)天線元件，所述方法包括在接收模式下將測(cè)試信號(hào)施加到所述多個(gè)接收通路中的分立單個(gè)接收通路上(715)； 通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)反饋所述測(cè)試信號(hào)；運(yùn)行接收校準(zhǔn)測(cè)量例程以確定用來(lái)校準(zhǔn)所述分立信號(hào)接收通路的至少一個(gè)測(cè)量值，并等待至少一個(gè)收斂測(cè)量值；為至少一個(gè)分立接收通路提取(720)收斂測(cè)量值；對(duì)于下一個(gè)分立單個(gè)接收通路重復(fù)施加、運(yùn)行、提取的步驟，直至校準(zhǔn)例程已完成 (725)；選擇多個(gè)接收通路中至少一個(gè)分立接收通路的收斂測(cè)量值(730)以形成基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果(730)；使用所述基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將所述多個(gè)接收通路的多個(gè)至少一個(gè)測(cè)量值規(guī)格化 (730)；以及將規(guī)格化后的值施加到所述多個(gè)接收通路中的至少一個(gè)接收通路上。
2.如權(quán)利要求1所述的用于校準(zhǔn)(700)天線陣列的方法，其中施加測(cè)試信號(hào)包括 設(shè)置測(cè)試信號(hào)幅度(710)。
3.如權(quán)利要求2所述的用于校準(zhǔn)(700)天線陣列的方法，其中，設(shè)置最佳測(cè)試信號(hào)幅度 (710)包括通過(guò)計(jì)入周圍射頻環(huán)境對(duì)所述分立單個(gè)接收通路的相關(guān)天線元件的影響，設(shè)置測(cè)試信號(hào)幅度。
4.如任一在前權(quán)利要求所述的用于校準(zhǔn)(700)天線陣列的方法，還包括 標(biāo)識(shí)收斂測(cè)量結(jié)果被確定為低于信號(hào)門限電平的那些分立單個(gè)接收通路。
5 如權(quán)利要求4所述的用于校準(zhǔn)(700)天線陣列的方法，還包括 將所述分立單個(gè)接收通路標(biāo)識(shí)為失效接收通路(735)。
6.如權(quán)利要求5所述的用于校準(zhǔn)(700)天線陣列的方法，還包括 從接收校準(zhǔn)處理中除去被標(biāo)識(shí)為失效的分立單個(gè)接收通路(735)。
7.一種用于校準(zhǔn)(800)天線陣列的方法，所述天線陣列包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的發(fā)送通路耦合的多個(gè)天線元件，所述方法包括在發(fā)送模式下通過(guò)至少一個(gè)發(fā)送通路路由實(shí)時(shí)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信號(hào)；通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)反饋所述實(shí)時(shí)發(fā)送信號(hào)中與正在校準(zhǔn)測(cè)量的所選通路有關(guān)的一部分(815)；運(yùn)行發(fā)送校準(zhǔn)測(cè)量例程以確定用來(lái)校準(zhǔn)分立單個(gè)發(fā)送通路的至少一個(gè)測(cè)量值，并且等待至少一個(gè)收斂測(cè)量值；提取(820)至少一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路的收斂測(cè)量值；對(duì)于下一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路重復(fù)施加、運(yùn)行、提取的步驟，直至校準(zhǔn)例程已完成； 選擇多個(gè)發(fā)送通路中至少一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路的收斂測(cè)量值(830)以形成基準(zhǔn)發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果(830)；使用所述基準(zhǔn)發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將多個(gè)發(fā)送通路的多個(gè)至少一個(gè)測(cè)量值規(guī)格化(855)；以及將規(guī)格化后的測(cè)量值施加到所述多個(gè)發(fā)送通路中的至少一個(gè)發(fā)送通路上。
8.如權(quán)利要求7所述的用于校準(zhǔn)(800)天線陣列的方法，還包括 為所述分立單個(gè)發(fā)送通路中的至少一個(gè)發(fā)送通路識(shí)別收斂的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果值是否低于門限電平； 校準(zhǔn)是否沒(méi)有收斂(845)。
9.如權(quán)利要求8所述的用于校準(zhǔn)(800)天線陣列的方法，還包括一旦識(shí)別出下列情況，就將所述分立單個(gè)發(fā)送通路標(biāo)識(shí)為失效的發(fā)送通路 所述收斂的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果被確定為低于門限電平；或者所述校準(zhǔn)沒(méi)有收斂(845)。
10.如在前權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的用于校準(zhǔn)(800)天線陣列的方法，還包括 從發(fā)送校準(zhǔn)處理中除去已被標(biāo)識(shí)為失效的那些發(fā)送通路(850)。
11.如在前權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的用于校準(zhǔn)(800)天線陣列的方法，還包括 設(shè)置最佳校準(zhǔn)反饋調(diào)校設(shè)置以計(jì)入所述分立單個(gè)發(fā)送通路的功率電平(810)。
12.如任一在前權(quán)利要求所述的用于校準(zhǔn)(700，800)天線陣列的方法，其中，所述多個(gè)接收通路或所述多個(gè)發(fā)送通路的至少一個(gè)測(cè)量值是等待時(shí)間值，所述方法還包括確定已被標(biāo)識(shí)為下列中的一個(gè)或多個(gè)的那些接收通路或發(fā)送通路的最長(zhǎng)等待時(shí)間值接收收斂的至少一個(gè)測(cè)量值不低于信號(hào)門限(745)； 發(fā)送收斂的至少一個(gè)測(cè)量結(jié)果值被確定為不低于門限值； 發(fā)送校準(zhǔn)確實(shí)已收斂(845)。
13.如權(quán)利要求12所述的用于校準(zhǔn)(700，800)天線陣列的方法，還包括按所述最長(zhǎng)等待時(shí)間值將每個(gè)所述分立單個(gè)接收或發(fā)送信號(hào)或每個(gè)所述分立單個(gè)接收或發(fā)送信號(hào)的每個(gè)等待時(shí)間值規(guī)格化(750，845)。
14.如任一在前權(quán)利要求所述的用于校準(zhǔn)(700，800)天線陣列的方法，還包括對(duì)于所述多個(gè)接收通路或發(fā)送通路中的每個(gè)接收通路(760)或發(fā)送通路(860)按至少一個(gè)復(fù)合波束加權(quán)系數(shù)縮放規(guī)格化后的至少一個(gè)測(cè)量值；以及將所述至少一個(gè)復(fù)合波束加權(quán)系數(shù)施加到至少一個(gè)接收通路(765)或至少一個(gè)發(fā)送通路(865)。
15.如權(quán)利要求14所述的用于校準(zhǔn)(700，800)天線陣列的方法，其中，對(duì)于所述多個(gè)接收通路或發(fā)送通路中的每個(gè)接收通路或發(fā)送通路(760，860)，按至少一個(gè)復(fù)合波束加權(quán)系數(shù)縮放規(guī)格化后的至少一個(gè)測(cè)量值包括進(jìn)行復(fù)縮放(755，855)。
16.如任一在前權(quán)利要求所述的用于校準(zhǔn)(700，800)天線陣列的方法，還包括 初始化校準(zhǔn)硬件(705，805)。
17.如任一在前權(quán)利要求所述的用于校準(zhǔn)(700，800)天線陣列的方法，還包括 調(diào)整等待時(shí)間、相位或振幅測(cè)量的至少一個(gè)測(cè)量值，以納入在多個(gè)接收通路或發(fā)送通路內(nèi)存在的任何等待時(shí)間、相位或振幅調(diào)整。
18.如權(quán)利要求17所述的用于校準(zhǔn)(700，800)天線陣列的方法，其中，在多個(gè)接收通路或發(fā)送通路內(nèi)存在的等待時(shí)間、相位或振幅調(diào)整是根據(jù)先前的校準(zhǔn)迭代確定的(825，830)。
19.如權(quán)利要求6或權(quán)利要求10所述的用于校準(zhǔn)(700，800)天線陣列的方法，還包括 在除去之后，為與失效的接收或發(fā)送通路相關(guān)聯(lián)的天線元件設(shè)置軟失效標(biāo)志(740，850)。
20.如任一在前權(quán)利要求所述的用于校準(zhǔn)(700，800)天線陣列的方法，其中，所述至少一個(gè)測(cè)量值是由自適應(yīng)濾波器測(cè)量值確定的。
21.如任一在前權(quán)利要求所述的用于校準(zhǔn)(700，800)天線陣列的方法，還包括 在接收模式和發(fā)送模式下使用公共天線陣列元件和相應(yīng)的公共開關(guān)耦合器通路。
22.如任一在前權(quán)利要求所述的用于校準(zhǔn)(700，800)天線陣列的方法，其中確定所述校準(zhǔn)測(cè)量例程已完成包括確定是否對(duì)最后的接收或發(fā)送測(cè)量執(zhí)行了所述校準(zhǔn)例程(725，840)。
23.一種用于校準(zhǔn)(700)天線陣列的網(wǎng)絡(luò)元件，所述天線陣列包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的接收通路耦合的多個(gè)天線元件，其中所述網(wǎng)絡(luò)元件包括，在接收模式下與所述天線陣列的相應(yīng)的天線元件耦合的多個(gè)獨(dú)立接收機(jī)電路； 測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生邏輯，被安排成將測(cè)試信號(hào)施加到所述多個(gè)接收通路中的分立單個(gè)接收通路(715)；通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)反饋所述測(cè)試信號(hào)的反饋通路；處理邏輯，用于運(yùn)行接收校準(zhǔn)測(cè)量例程以確定用來(lái)確定所述分立信號(hào)接收通路的校準(zhǔn)校正的至少一個(gè)測(cè)量值，并且等待至少一個(gè)收斂測(cè)量值；提取邏輯，被安排成為至少一個(gè)分立接收通路提取收斂的至少一個(gè)測(cè)量值； 其中，所述測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生邏輯、處理邏輯和提取邏輯對(duì)于下一個(gè)分立單個(gè)接收通路重復(fù)施加、運(yùn)行、提取的步驟，直至校準(zhǔn)測(cè)量例程已完成(725)；用于選擇多個(gè)接收通路中至少一個(gè)分立接收通路的收斂測(cè)量值(730)以形成基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果(730)的邏輯；用于使用所述基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將所述多個(gè)接收通路的多個(gè)至少一個(gè)測(cè)量值規(guī)格化(730)的邏輯；以及用于將至少一個(gè)復(fù)合波束加權(quán)系數(shù)施加到相應(yīng)的接收通路(765)的邏輯。
24.一種用于校準(zhǔn)(800)天線陣列的網(wǎng)絡(luò)元件，所述天線陣列包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的發(fā)送通路耦合的多個(gè)天線元件，其中所述網(wǎng)絡(luò)元件包括，在發(fā)送模式下與所述天線陣列的相應(yīng)的天線元件耦合的多個(gè)獨(dú)立發(fā)送電路； 用于通過(guò)至少一個(gè)發(fā)送通路路由實(shí)時(shí)發(fā)送信號(hào)(815)的邏輯； 開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)，被安排成通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)反饋所述實(shí)時(shí)發(fā)送信號(hào)中與正在校準(zhǔn)測(cè)量的所選通路有關(guān)的一部分(815)；處理邏輯，用于運(yùn)行發(fā)送校準(zhǔn)例程以確定用來(lái)校準(zhǔn)分立單個(gè)發(fā)送通路的至少一個(gè)測(cè)量值，并且等待至少一個(gè)收斂測(cè)量值；用于提取(820)至少一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路的收斂的至少一個(gè)測(cè)量值的邏輯； 其中所述處理邏輯和用于提取的邏輯被安排成對(duì)于下一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路重復(fù)施加、運(yùn)行、提取的步驟，直至所述校準(zhǔn)例程已完成；用于選擇多個(gè)發(fā)送通路中至少一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路的收斂測(cè)量值(830)以形成基準(zhǔn)發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果(830)的邏輯；用于使用所述基準(zhǔn)發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將多個(gè)發(fā)送通路的多個(gè)至少一個(gè)測(cè)量值規(guī)格化 (855)的邏輯；以及用于將規(guī)格化后的測(cè)量值施加到所述多個(gè)發(fā)送通路中的至少一個(gè)發(fā)送通路上的邏輯。
25.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于校準(zhǔn)(700)包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的接收通路耦合的多個(gè)天線元件的天線陣列的程序代碼，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于在接收模式下執(zhí)行下列操作的程序代碼將測(cè)試信號(hào)施加到所述多個(gè)接收通路中的分立單個(gè)接收通路上(715)；通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)反饋所述測(cè)試信號(hào)；運(yùn)行接收校準(zhǔn)測(cè)量例程以確定用來(lái)校準(zhǔn)所述分立信號(hào)接收通路的至少一個(gè)測(cè)量值，并等待至少一個(gè)收斂測(cè)量值；為至少一個(gè)分立接收通路提取(720)收斂測(cè)量值；對(duì)于下一個(gè)分立單個(gè)接收通路重復(fù)施加、運(yùn)行、提取的步驟，直至校準(zhǔn)例程已完成 (725)；選擇多個(gè)接收通路中至少一個(gè)分立接收通路的收斂測(cè)量值(730)以形成基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果(730)；使用所述基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將所述多個(gè)接收通路的多個(gè)至少一個(gè)測(cè)量值規(guī)格化 (730)；以及將規(guī)格化后的值施加到所述多個(gè)接收通路中的至少一個(gè)接收通路上。
26.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括用于校準(zhǔn)(800)包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的發(fā)送通路耦合的多個(gè)天線元件的天線陣列的程序代碼，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括在發(fā)送模式下執(zhí)行下列操作的程序代碼通過(guò)至少一個(gè)發(fā)送通路路由實(shí)時(shí)發(fā)送網(wǎng)絡(luò)信號(hào)；通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)反饋所述實(shí)時(shí)發(fā)送信號(hào)中與正在校準(zhǔn)測(cè)量的所選通路有關(guān)的一部分(815)；運(yùn)行發(fā)送校準(zhǔn)測(cè)量例程以確定用來(lái)校準(zhǔn)分立單個(gè)發(fā)送通路的至少一個(gè)測(cè)量值，并且等待至少一個(gè)收斂測(cè)量值；提取(820)至少一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路的收斂測(cè)量值；對(duì)于下一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路重復(fù)施加、運(yùn)行、提取的步驟，直至校準(zhǔn)例程已完成；選擇多個(gè)發(fā)送通路中至少一個(gè)分立單個(gè)發(fā)送通路的收斂測(cè)量值(830)以形成基準(zhǔn)發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果(830)；使用所述基準(zhǔn)發(fā)射機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將多個(gè)發(fā)送通路的多個(gè)至少一個(gè)測(cè)量值規(guī)格化(855)；以及將規(guī)格化后的測(cè)量值施加到所述多個(gè)發(fā)送通路中的至少一個(gè)發(fā)送通路上。
27.一種適于包括如權(quán)利要求23或權(quán)利要求M所述的網(wǎng)絡(luò)元件的通信系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種校準(zhǔn)(700)包括與無(wú)線通信系統(tǒng)內(nèi)的多個(gè)相應(yīng)的接收通路耦合的多個(gè)天線元件的天線陣列的方法。所述方法包括在接收模式下將測(cè)試信號(hào)施加到所述多個(gè)接收通路中的分立單個(gè)接收通路上(715)；以及通過(guò)開關(guān)耦合器網(wǎng)絡(luò)反饋所述測(cè)試信號(hào)。所述方法還包括運(yùn)行接收校準(zhǔn)測(cè)量例程以確定用來(lái)校準(zhǔn)所述分立信號(hào)接收通路的至少一個(gè)測(cè)量值，并等待至少一個(gè)收斂測(cè)量值；以及為至少一個(gè)分立接收通路提取(720)收斂測(cè)量值。對(duì)于下一個(gè)分立單個(gè)接收通路重復(fù)施加、運(yùn)行、提取的步驟，直至校準(zhǔn)例程已完成(725)。所述方法還包括從多個(gè)接收通路中選擇至少一個(gè)分立接收通路的收斂測(cè)量值(730)以形成基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果(730)；使用所述基準(zhǔn)接收機(jī)校準(zhǔn)結(jié)果將所述多個(gè)接收通路的多個(gè)至少一個(gè)測(cè)量值規(guī)格化(730)；以及將規(guī)格化后的值施加到所述多個(gè)接收通路中的至少一個(gè)接收通路上。
文檔編號(hào)H04B17/00GK102396105SQ201080016607
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月13日
發(fā)明者C·奧克菲, M·W·奧布里恩 申請(qǐng)人:索科波技術(shù)有限公司