有源天線相關設備、系統及收發校準方法

2023-05-27 13:55:26 2

有源天線相關設備、系統及收發校準方法
【專利摘要】本發明公開了一種有源天線相關設備、系統及收發校準方法，用以實現天線陣列的可擴展設計，降低工程實施難度的同時提供工程實施可靠性。該有源天線設備包括：N個有源天線陣列、主校準耦合電路單元、收發校準單元、校準參數存儲單元以及光載無線通信ROF光電轉換單元，所述N大於1；所述有源天線陣列至少包括天線耦合電路單元以及M個連接至所述天線耦合電路單元的天線振子，所述M大於1；所述有源天線陣列的天線校準耦合電路單元通過校準通道連接至所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路與所述收發校準單元連接，所述收發校準單元以及所述校準參數存儲單元分別連接至所述ROF光電轉換單元。
【專利說明】有源天線相關設備、系統及收發校準方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信【技術領域】，尤其涉及一種有源天線相關設備、系統及收發校準方法。
【背景技術】
[0002]目前，第三代移動通信(3G)網絡中，採用基帶處理單元(BBU)和射頻拉遠單元(RRU)組成的通信系統架構，其中，BBU和RRU之間採用光纖連接，一個BBU可以支持多個RRU。
[0003]如圖1所示為由BBU+RRU組成的通信系統的架構示意圖，其中，BBU通過光纖連接至RRU的光接口，RRU中光接口與數字中頻連接，數字中頻分別與收發信機陣列和收發校準單元連接，其中，收發信機陣列連接PA/LNA，該PA/LNA通過N路天線通道連接至無源天線陣列，且收發校準單元通過一路校準通道與無源天線陣列連接。可見，RRU和無源天線之間通過(N+1)路射頻上跳線連接，射頻上跳線的數量隨著天線通道的數量N的增大而增大。
[0004]大規模輸入輸出(Massive ΜΙΜΟ)通信系統中，天線通道的數量N大於等於64，即射頻上跳線的個數大於64，為了減少天線和RRU之間的傳輸損耗，通常上跳線採用具有一定直徑的射頻線纜，數量較大的射頻線纜在工程實現上相當困難，且難以提供可靠性保障。
[0005]因此，現有的BBU和RRU以及無源天線組合的通信系統解決方案，在Massive MIMO通信系統中是不可行的。

【發明內容】

[0006]本發明提供一種有源天線相關設備、系統及收發校準方法，用以實現天線陣列的可擴展設計，降低工程實施難度的同時提供工程實施可靠性。
[0007]本發明實施例提供的具體技術方案如下:
[0008]第一方面，本發明提供了一種有源天線設備，包括:
[0009]N個有源天線陣列、主校準耦合電路單元、收發校準單元、校準參數存儲單元以及光載無線通信ROF光電轉換單兀,所述N大於I ;
[0010]所述有源天線陣列至少包括天線耦合電路單元以及M個連接至所述天線耦合電路單元的天線振子，所述M大於I ;
[0011]所述有源天線陣列的天線校準耦合電路單元通過校準通道連接至所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路與所述收發校準單元連接，所述收發校準單元以及所述校準參數存儲單元分別連接至所述ROF光電轉換單元；
[0012]所述校準參數存儲單元保存N個所述有源天線陣列的校準通道的傳輸參數，以及將所述傳輸參數傳送給所述ROF光電轉換單兀，由所述ROF光電轉換單兀轉換為光信號後經光纖發送；
[0013]所述有源天線陣列中的天線校準耦合電路單元將接收的M路校準射頻信號耦合為一路發射校準射頻信號通過校準通道輸出至所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路單元將N個所述有源天線陣列傳送的N路發射校準射頻信號合併為一路發射校準射頻信號，所述收發校準單元將所述主校準耦合電路單元傳送的所述一路發射校準射頻信號進行功率放大後，解調為發射校準IQ模擬信號輸出至所述ROF光電轉換單元，所述ROF光電轉換單元將所述發射校準IQ模擬信號轉換為光信號並通過光纖傳送；
[0014]或者，
[0015]所述收發校準單元將所述ROF光電轉換單元傳送的接收校準IQ模擬信號調製為接收校準射頻信號，進行功率放大後傳送給所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路單元將功率放大後的所述接收校準射頻信號分路為相同的N路接收校準射頻信號，分別通過N個所述有源天線陣列所對應的校準通道發送至相對應的所述天線校準耦合電路單元，所述天線校準耦合電路單元將接收的一路所述校準射頻信號分路成M路校準射頻信號。
[0016]第二方面，本發明提供了一種有源天線設備，包括:
[0017]N個有源天線陣列、主校準耦合電路單元、收發校準單元、校準參數存儲單元、數字處理單元以及光纖接口單元，所述N大於I ;
[0018]所述有源天線陣列至少包括天線耦合電路單元以及M個連接至所述天線耦合電路單元的天線振子，所述M大於I ;
[0019]所述有源天線陣列的天線校準耦合電路單元通過校準通道連接至所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路與所述收發校準單元連接，所述收發校準單元以及所述校準參數存儲單元分別連接至所述數字處理單元；
[0020]所述校準參數存儲單元保存N個所述有源天線陣列的校準通道的傳輸參數，以及將所述傳輸參數傳送給所述數字處理單元；
[0021]所述有源天線陣列中的天線校準耦合電路單元將接收的M路校準射頻信號耦合為一路發射校準射頻信號通過校準通道輸出至所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路單元將N個所述有源天線陣列傳送的N路發射校準射頻信號合併為一路發射校準射頻信號，所述收發校準單元將所述主校準耦合電路單元傳送的所述一路發射校準射頻信號進行功率放大後，解調為發射校準IQ模擬信號輸出至所述數字處理單元，由所述數字處理單元將所述發射校準IQ模擬信號轉換為發射校準IQ數位訊號並通過光纖接口單元傳送；
[0022]或者，
[0023]所述數字處理單元將通過所述光纖接口單元接收的接收校準IQ數位訊號轉換為接收校準IQ模擬信號，所述收發校準單元將所述數字處理單元傳送的接收校準IQ模擬信號調製為接收校準射頻信號，進行功率放大後傳送給所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路單元將功率放大後的所述接收校準射頻信號分路為相同的N路接收校準射頻信號，分別通過N個所述有源天線陣列所對應的校準通道發送至相對應的所述天線校準耦合電路單元，所述天線校準耦合電路單元將接收的一路所述校準射頻信號分路成M路校準射頻信號。
[0024]第三方面，本發明提供了一種基帶處理設備，包括:
[0025]依次連接的光載無線通信ROF光電轉換單元、數字處理單元和基帶處理單元；
[0026]所述基帶處理單元將預設的I個接收校準序列轉化為I路接收校準IQ數位訊號，並將所述I路接收校準IQ數位訊號發送至所述數字處理單元；以及接收N乘M路接收校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數，對所述N乘M路接收校準IQ數位訊號進行修正，並根據修正後的N乘M路接收校準IQ數位訊號以及所述接收校準序列，計算所述校準通道所對應的各射頻通道的接收校準幅度修正參數和接收校準相位修正參數；
[0027]或者，
[0028]所述基帶處理單元將預設的N乘M個發射校準序列轉化為N乘M路發射校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數對所對應的校準通道的N乘M路發射校準IQ數位訊號進行修正，並發送修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號至所述數字處理單元，由所述數字處理單元將修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號轉換為N乘M路發射校準IQ模擬信號後通過所述ROF光電轉換單元轉換為光信號經光纖發送；以及接收I路發射校準IQ數位訊號，並根據接收的所述I路發射校準IQ數位訊號及所述N乘M個發射校準序列計算所述校準通道所對應的各射頻通道的發射校準幅度修正參數和發射校準相位修正參數；
[0029]所述接收的N乘M路接收校準IQ數位訊號為所述I路接收校準IQ數位訊號依次經有源天線設備的I路校準通道、N乘M路射頻通道傳輸後，經由所述光纖接收並經所述ROF光電轉換單元和數字處理單元處理後獲得；
[0030]所述接收的I路發射校準IQ數位訊號為修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號依次經有源天線設備的N乘M路射頻通道、I路校準通道傳輸後，由所述光纖接收並經所述ROF光電轉換單元和數字處理單元處理後獲得；
[0031 ] 所述預設的N乘M個校準通道的傳輸參數由所述光纖接收後經所述ROF光電轉換單元以及所述數字處理單元傳送至所述基帶處理單元。
[0032]第四方面，本發明提供了一種基帶處理設備，包括:相互連接的光纖接口單元和基帶處理單元；
[0033]所述基帶處理單元將預設的I個接收校準序列轉化為I路接收校準IQ數位訊號，並將所述I路接收校準IQ數位訊號發送至所述光纖接口單元，由所述光纖接口單元通過光纖發送；以及接收經由所述光纖接口單元傳送的N乘M路接收校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數，對所述N乘M路接收校準IQ數位訊號進行修正，並根據所述修正後的N乘M路接收校準IQ數位訊號以及所述接收校準序列，計算所述校準通道所對應的各射頻通道的接收校準幅度修正參數和接收校準相位修正參數；
[0034]或者，
[0035]所述基帶處理單元將預設的N乘M個發射校準序列轉化為N乘M路發射校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數對所對應的校準通道的N乘M路發射校準IQ數位訊號進行修正，並發送修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號至所述光纖接口單元，由所述光纖接口單元將修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號轉換為光信號經光纖發送；以及接收由所述光纖接口單元傳送的I路發射校準IQ數位訊號，並根據接收的所述I路發射校準IQ數位訊號及所述N乘M個發射校準序列計算所述校準通道所對應的各射頻通道的發射校準幅度修正參數和發射校準相位修正參數；
[0036]接收的所述N乘M路接收校準IQ數位訊號為所述I路接收校準IQ數位訊號依次經有源天線設備的I路校準通道、N乘M路射頻通道傳輸後，經由所述光纖接收並經所述光纖接口單元處理後獲得；[0037]接收的所述I路發射校準IQ數位訊號為所述修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號依次經有源天線設備的N乘M個射頻通道、I路校準通道傳輸後，由所述光纖接收並經所述光纖接口單元處理後獲得；
[0038]所述預設的N乘M個校準通道的傳輸參數由所述光纖接收後經所述光纖接口單元傳送至所述基帶處理單元。
[0039]第五方面，本發明提供了一種通信系統，包括第一方面所述的有源天線設備以及第三方面所述的基帶處理設備，所述基帶處理設備與所述有源天線設備通過光纖連接。
[0040]第六方面，本發明提供了一種通信系統，包括第二方面所述的有源天線設備以及第四方面所述的基帶處理設備，所述基帶處理設備與所述有源天線設備通過光纖連接。
[0041]第七方面，本發明提供了一種接收校準方法，包括:
[0042]基帶處理設備將預設的I個接收校準序列轉化為I路接收校準IQ數位訊號，並將所述I路接收校準IQ數位訊號發送給有源天線設備，由所述有源天線設備依次經I路校準通道、N乘M路射頻通道傳輸所述I路接收校準IQ數位訊號後，得到N乘M路接收校準IQ
數位訊號；
[0043]所述基帶處理設備接收所述N乘M路接收校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數，對所述N乘M路接收校準IQ數位訊號進行修正，並根據修正後的N乘M路接收校準IQ數位訊號以及所述接收校準序列，計算所述校準通道所對應的各射頻通道的接收校準幅度修正參數和接收校準相位修正參數。
[0044]第八方面，本發明提供了一種發射校準方法，包括:
[0045]基帶處理設備將預設的N乘M個發射校準序列轉化為N乘M路發射校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數對所對應的校準通道的N乘M路發射校準IQ數位訊號進行修正，將修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號發送給有源天線設備，由所述有源天線設備依次經N乘M路射頻通道、I路校準通道傳輸所述修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號後，得到I路發射校準IQ數位訊號；
[0046]所述基帶處理設備接收所述I路發射校準IQ數位訊號，並根據接收的所述I路發射校準IQ數位訊號及所述N乘M個發射校準序列計算所述校準通道所對應的各射頻通道的發射校準幅度修正參數和發射校準相位修正參數。
[0047]基於上述技術方案，本發明實施例中，通過在有源天線設備中增設天線耦合電路單元、校準通道、主校準耦合電路單元、收發校準單元、校準參數存儲單元，以為收發校準提供硬體支撐，使得能夠基於該具有校準通道和校準電路的有源天線設備實現各射頻通道的收發校準，在採用有源天線設備實現天線通道的可擴展設計的同時，保證各天線通道的性能保持一致，降低工程實施難度的同時，提高了實施可靠性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0048]圖1為現有的分布式通信系統架構示意圖；
[0049]圖2為本發明實施例中有源天線陣列的結構示意圖；
[0050]圖3為本發明實施例中大規模有源天線設備的結構示意圖；
[0051]圖4為本發明實施例中收發校準單元的結構示意圖；
[0052]圖5為本發明實施例中另一大規模有源天線設備的結構示意圖；[0053]圖6為本發明實施例中大規模基帶處理設備的結構示意圖；
[0054]圖7為本發明實施例中另一大規模基帶處理設備的結構示意圖；
[0055]圖8為本發明實施例中通信系統的架構示意圖；
[0056]圖9為本發明實施例中另一通信系統的架構示意圖；
[0057]圖10為本發明實施例中接收校準的過程示意圖；
[0058]圖11為本發明實施例中發射校準的過程示意圖。
【具體實施方式】
[0059]為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0060]對於N大於等於64的大規模有源天線系統，N個射頻通道之間的不一致性會導致N路上行信號或下行信號之間無法達到性能最優的合併處理。因此，在N個射頻道通道之間實現校準是至關重要的。
[0061]同時，對於N大於等於64的大規模有源天線來講，實現可擴展，靈活地實現128路，256路的大規模有源天線也是至關重要的。
[0062]可擴展與N路天線一致性校準之間是相互制約的，N路天線校準需要將N路信號耦合到一路，但可擴展則需要獨立考慮各個子陣列的結構。
[0063]本發明第一實施例中，提供了一種有源天線陣列21，如圖2所示，該有源天線陣列包括依次連接的濾波器陣列201、功率放大器和低噪聲放大器(PA/LNA)陣列202和收發信機陣列203，以及M個天線振子204，其中，M大於I，該M個天線振子204連接至天線校準耦合電路單元205，該天線校準耦合電路單元205與濾波器陣列201連接，該天線校準耦合電路單元205還連接有一路校準通道。
[0064]其中，M個天線振子204，用於接收電磁波並轉換為M路射頻信號，或者，分別接收M路射頻信號並轉換為電磁波後發射；
[0065]天線校準耦合電路單元205在射頻信號的傳輸過程中，用於在濾波器陣列201與M個天線振子204之間傳輸M路射頻信號；在接收信號或發射信號校準過程中，將濾波器陣列201傳送的M路校準射頻信號耦合為一路校準射頻信號通過校準通道輸出；或者，通過校準通道接收一路校準射頻信號，將接收的校準射頻信號分路成M路校準射頻信號並傳送給濾波器陣列201 ；
[0066]濾波器陣列201，用於對M路射頻信號進行濾波；
[0067]PA/LNA陣列202，用於對M路射頻信號進行功率放大；
[0068]收發信機陣列203，用於將M路射頻信號轉換為M路IQ模擬信號並發送，或者，將接收的M路IQ模擬信號轉換為M路射頻信號。
[0069]具體實施中，濾波器陣列201由相互獨立的M路濾波器組成。
[0070]具體實施中，PA/LNA陣列202由相互獨立的M路功率放大器和相互獨立的M路低噪聲放大器組成。
[0071]具體實施中，收發信機陣列203由M路收發信機單元組成。[0072]具體實施中，天線振子204可以是單極化天線振子，也是可以雙極化或多極化天線振子中任何一個極化的極化振子。
[0073]具體地，在信號發射時，通過收發信機陣列將輸入的M路輸入IQ模擬信號，調製上變頻為M路射頻信號，該M路射頻信號經過PA/LNA陣列信號功率放大、濾波器陣列濾波形成M路具有相應頻譜的射頻信號，此M路具有相應頻譜的射頻信號經由天線校準耦合電路單元傳輸給M個天線振子，通過M個天線振子將此具有相應頻譜的射頻信號轉化為電磁波，並將電磁波向空間發射出去。
[0074]具體地，在信號接收時，M個天線振子將接收到來自空間電磁波轉化M路射頻信號，M路射頻信號經由天線校準耦合電路單元傳輸給濾波器陣列進行射頻濾波，形成M路具有相應頻譜的射頻信號，此M路具有相應頻譜的射頻信號經過PA/LNA陣列信號功率放大，然後輸出到收發信機陣列，收發信機陣列將來自於PA/LNA陣列的M路射頻信號下變頻解調為M路IQ模擬信號，並輸出M路IQ模擬信號。
[0075]具體地，在天線射頻通道的發射校準時，將M路發射校準IQ模擬信號輸入到收發信機陣列，通過收發信機陣列調製上變頻為M路發射校準射頻信號，M路發射校準射頻信號經過PA/LNA陣列信號功率放大，濾波器陣列濾波，形成M路具有相應頻譜的發射校準射頻信號，此M路具有相應頻譜的發射校準射頻信號輸入天線校準耦合電路單元，經由天線校準耦合電路單元耦合形成I路發射校準射頻信號，通過I路校準通道輸出。
[0076]具體地，在天線射頻通道的接收校準時，將I路接收校準射頻信號通過I路校準通道輸入到天線校準耦合電路單元，經由天線校準耦合電路單元分路成M路接收校準射頻信號，此M路接收校準射頻信號輸出給濾波器陣列進行射頻濾波，形成M路具有相應頻譜的接收校準射頻信號，此M路具有相應頻譜的接收校準射頻信號經過PA/LNA陣列信號功率放大，然後輸出到收發信機陣列，收發信機陣列將來自於PA/LNA陣列的M路接收校準射頻信號下變頻解調為M路接收校準IQ模擬信號，並輸出M路接收校準IQ模擬信號。
[0077]具體實施中，當系統工作在非天線射頻通道校準時，在信號發射過程中，天線校準耦合電路單元接收來自於濾波器陣列的M路射頻信號，並將M路射頻信號傳輸給M個天線振子。在信號接收過程中，天線校準耦合電路單元接收來自於M個天線振子射頻信號，並將M路射頻信號傳輸給濾波器陣列。
[0078]當系統工作在天線射頻通道校準時，在發射校準過程中，天線校準耦合電路單元接收來自於濾波器陣列的M路校準射頻信號，並將M路校準射頻信號耦合輸出到I路校準通道，形成一路校準射頻信號的輸出。在接收校準過程中時，天線校準耦合電路接收來自於I路校準通道的校準射頻信號的輸入，並將輸入的校準射頻信號通過耦合形成M路校準射頻信號，並將M路校準射頻信號傳輸給濾波器陣列。
[0079]具體實施中，濾波器陣列對射頻信號進行射頻濾波，控制發射和接收到的射頻信號在一定的頻率範圍內，以減少系統間的幹擾。在信號發射過程中，將來自於PA/LNA陣列的射頻信號進行射頻濾波，將濾波後的射頻信號傳輸給天線校準耦合電路單元。濾波器陣列在信號接收過程中，將來自於天線校準耦合電路單元的射頻信號進行射頻濾波，將濾波後的射頻信號傳輸PA/LNA陣列。
[0080]具體實施中，PA/LNA陣列實現發射(或接收)信號的功率放大，在信號發射過程中，將來自於收發信機陣列的M路射頻信號進行功率放大，並將放大後的M路射頻信號輸入到濾波器陣列；在信號接收過程中，將來自於濾波器陣列的M路射頻信號進行功率放大，並將放大後的M路射頻信號輸入收發信機陣列。
[0081]具體實施中，收發信機陣列在信號發射過程中，將輸入的M路IQ模擬信號調製上變頻為射頻信號，輸出給PA/LNA陣列；在信號接收過程中，將來自於PA/LNA陣列的M路射頻信號下變頻解調為M路IQ模擬信號。
[0082]本發明第二實施例中，提供了 一種有源天線設備31，如圖3所示，該大規模有源天線設備31包括光載無線通信(ROF)光電轉換單元301和N個有源天線陣列21，其中，N大於1，以及包括主校準耦合電路單元302和收發校準單元303 ;還包括連接至ROF光電轉換單元301的校準參數存儲單元304。
[0083]其中，有源天線陣列21的具體實施可參見第一實施例的描述，具體地，該有源天線陣列包括依次連接的濾波器陣列201、功率放大器和低噪聲放大器(PA/LNA)陣列202和收發信機陣列203，以及M個天線振子204，其中，M大於I，該M個天線振子204連接至天線校準耦合電路單元205，該天線校準耦合電路單元205與濾波器陣列201連接，該天線校準耦合電路單元205還連接有一路校準通道。
[0084]其中，每個有源天線陣列21的天線校準耦合電路單元205通過校準通道連接至主校準耦合電路單元302，主校準耦合電路單元302與收發校準單元303連接，收發校準單元303以及校準參數存儲單元304分別連接至ROF光電轉換單元301。
[0085]其中，校準參數存儲單元304用於保存N個有源天線陣列21的校準通道的傳輸參數，以及將保存的傳輸參數傳送給ROF光電轉換單元301，由ROF光電轉換單元301轉換為光信號後經光纖發送。
[0086]具體實施中，N個有源天線陣列可組合形成平面形陣列結構，圓柱形結構，以及其它任何可能結構。
[0087]其中，ROF光電轉換單元301和有源天線陣列21針對信號接收和信號發射，具有不同的信號處理過程，具體如下:
[0088]第一種，信號接收的具體過程如下:
[0089]有源天線陣列21通過M個天線振子204將接收的電磁波轉換為M路射頻信號，天線校準耦合電路單元205接收該M路射頻信號並傳送給濾波器陣列201進行濾波後傳送至PA/LNA陣列202進行功率放大，功率放大後的M路射頻信號經由收發信機陣列203轉換為M路IQ模擬信號，並傳送給ROF光電轉換單元301 ；
[0090]ROF光電轉換單元301將N個有源天線陣列21傳送的N乘M路IQ模擬信號轉換為光信號並通過光纖發送。
[0091]第二種，信號發射的具體過程如下:
[0092]ROF光電轉換單元301將通過光纖接收的光信號轉換為N乘M路IQ模擬信號，將該N乘M路IQ模擬信號劃分為N組分別傳送給N個有源天線陣列21 ；
[0093]每個有源天線陣列21，用於將通過收發信機陣列203接收的M路IQ模擬信號轉換為M路射頻信號後，經PA/LNA陣列202進行功率放大並經濾波器陣列201進行濾波後，由天線校準耦合電路單元205將濾波後的M路射頻信號分別傳送至M個天線振子204，由天線振子204轉換為電磁波並發射。
[0094]在校準過程中，根據接收校準和發射校準可以有以下兩種處理過程:[0095]第一種，發射校準的具體過程信號處理過程如下:
[0096]有源天線陣列21中的天線校準耦合電路單元205將接收的M路校準射頻信號耦合為一路發射校準射頻信號通過校準通道輸出至主校準耦合電路單元302，主校準耦合電路單元302將N個有源天線陣列21傳送的N路發射校準射頻信號合併為一路發射校準射頻信號，該收發校準單元303將主校準耦合電路單元302傳送的一路發射校準射頻信號進行功率放大後，解調為發射校準IQ模擬信號輸出至ROF光電轉換單元301，ROF光電轉換單元301將發射校準IQ模擬信號轉換為光信號並通過光纖傳送。
[0097]第二種，接收校準的具體信號處理過程如下:
[0098]收發校準單元303將ROF光電轉換單元301傳送的接收校準IQ模擬信號調製為接收校準射頻信號，進行功率放大後傳送給主校準耦合電路單元302，主校準耦合電路單元302將功率放大後的接收校準射頻信號分路為相同的N路接收校準射頻信號，分別通過N個有源天線陣列21所對應的校準通道發送至相對應的天線校準耦合電路單元205，天線校準耦合電路單元205將接收的一路校準射頻信號分路成M路校準射頻信號。
[0099]具體實施中，主校準耦合電路單元302由一個以上的合路分路器組成，或者，由一個以上的合路分路器和耦合器組成，或者，由一個以上的開關矩陣組成。
[0100]具體實施中，如圖4所示，收發校準單元303由相互連接的射頻信號放大單元401和收發信機單元402組成，具體地，射頻信號放大單元401與主校準耦合電路單元302連接，收發信機單元23與ROF光電轉換單元301連接。在天線射頻通道的發射校準時，收發校準單元將來自於主校準耦合電路單元的I路發射校準射頻信號，進行功率放大，並且下變頻解調為發射校準IQ模擬信號，並將發射校準IQ模擬信號輸出到ROF光電轉換單元。在天線射頻通道的接收校準時，收發校準單元將來自於ROF光電轉換單元的接收校準IQ模擬信號調製上變頻為接收校準射頻信號，並進射頻功率放大，將放大後的接收校準射頻信號輸出到主校準耦合電路單元。
[0101]具體實施中，濾波器陣列201由相互獨立的M路濾波器組成。
[0102]具體實施中，PA/LNA陣列202由相互獨立的M路功率放大器和相互獨立的M路低噪聲放大器組成。
[0103]具體實施中，收發信機陣列203由M路收發信機單元組成。
[0104]本發明第三實施例中，提供了 一種有源天線設備51，如圖5所示，該大規模有源天線設備包括數字處理單元501、光纖接口單元502、主校準耦合電路單元503、收發校準單元504以及N個有源天線陣列21，N大於I ;
[0105]N個有源天線陣列21分別與數字處理單元501連接，數字處理單元501與光纖接口單元502連接；
[0106]還包括連接至數字處理單元501的校準參數存儲單元505。
[0107]其中，有源天線陣列21的具體實施可參見第一實施例的描述，具體地，該有源天線陣列包括依次連接的濾波器陣列201、功率放大器和低噪聲放大器(PA/LNA)陣列202和收發信機陣列203，以及M個天線振子204，其中，M大於I，該M個天線振子204連接至天線校準耦合電路單元205，該天線校準耦合電路單元205與濾波器陣列201連接，該天線校準耦合電路單元205還連接有一路校準通道。
[0108]其中，每個有源天線陣列21的天線校準耦合電路單元205通過校準通道連接至主校準耦合電路單元503，主校準耦合電路單元503與收發校準單元504連接，收發校準單元504以及校準參數存儲單元505分別連接至數字處理單元501。
[0109]其中，校準參數存儲單元505用於保存N個有源天線陣列21的校準通道的傳輸參數，以及用於將該傳輸參數傳送給數字處理單元501。
[0110]具體實施中，N個有源天線陣列可組合形成平面形陣列結構，圓柱形結構，以及其它任何可能結構。
[0111]其中，針對信號接收和信號發射的不同處理過程，具體如下:
[0112]第一種，信號接收的具體過程如下:
[0113]有源天線陣列21，用於通過M個天線振子204將接收的電磁波轉換為M路射頻信號，將M路射頻信號通過天線校準耦合電路單元205傳送給濾波器陣列201進行濾波後傳送至PA/LNA陣列202進行功率放大，功率放大後的M路射頻信號經由收發信機陣列203轉換為M路IQ模擬信號，並傳送給數字處理單元501 ；
[0114]數字處理單元501將N個有源天線陣列21傳輸的N乘M路IQ模擬信號轉為N乘M路IQ數位訊號；
[0115]光纖接口單元502將數字處理單元501傳輸的N乘M路IQ數位訊號轉換為光信號，並經光纖發送。
[0116]第二種，信號發射的具體過程如下:
[0117]光纖接口單元502將通過光纖傳送的光信號轉換為N乘M路IQ數位訊號；
[0118]數字處理單元501將光纖接口單元502傳送的N乘M路IQ數位訊號轉換為N乘M路IQ模擬信號，並將N乘M路IQ模擬信號劃分為N組分別傳送至N個有源天線陣列21 ；
[0119]有源天線陣列21，用於將通過收發信機陣列203接收的M路IQ模擬信號轉換為M路射頻信號後，經PA/LNA陣列202進行功率放大並經濾波器陣列201進行濾波後，由天線校準耦合電路單元205將濾波後的M路射頻信號分別傳送至M個天線振子204，由天線振子204轉換為電磁波並發射。
[0120]在校準過程中，根據接收校準和發射校準可以有以下兩種處理過程:
[0121]第一種，發射校準的具體信號處理過程如下:
[0122]有源天線陣列中的天線校準耦合電路單元將接收的M路校準射頻信號耦合為一路發射校準射頻信號通過校準通道輸出至所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路單元將N個所述有源天線陣列傳送的N路發射校準射頻信號合併為一路發射校準射頻信號，所述收發校準單元將所述主校準耦合電路單元傳送的所述一路發射校準射頻信號進行功率放大後，解調為發射校準IQ模擬信號輸出至所述數字處理單元，由所述數字處理單元將所述發射校準IQ模擬信號轉換為發射校準IQ數位訊號並通過光纖接口單元傳送。
[0123]具體地，在天線射頻通道的發射校準時，N個有源天線陣列接收來自數字處理單元的N乘M路發射校準IQ模擬信號，並將N乘M路發射校準IQ模擬信號轉化成N乘M路發射校準射頻信號，同時，對N乘M路發射校準射頻信號進行耦合合併成N路發射校準射頻信號，並將N路發射校準射頻信號輸出到主校準耦合電路單元。
[0124]第二種，接收校準的具體信號處理過程如下:
[0125]數字處理單元將通過所述光纖接口單元接收的接收校準IQ數位訊號轉換為接收校準IQ模擬信號，所述收發校準單元將所述數字處理單元傳送的接收校準IQ模擬信號調製為接收校準射頻信號，進行功率放大後傳送給所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路單元將功率放大後的所述接收校準射頻信號分路為相同的N路接收校準射頻信號，分別通過N個所述有源天線陣列所對應的校準通道發送至相對應的所述天線校準耦合電路單元，所述天線校準耦合電路單元將接收的一路所述校準射頻信號分路成M路校準射頻信號。
[0126]具體地，在天線射頻通道的接收校準時，N個有源天線陣列接收來自主校準耦合電路單元的N路接收校準射頻信號，並將接收到的N路接收校準射頻信號分路成N乘M路接收校準射頻信號，同時，將N乘M路接收校準射頻信號轉化為N乘M路接收校準IQ模擬信號，並將N乘M路接收校校準IQ模擬信號輸出到數字處理單元。
[0127]具體實施中，主校準耦合電路單元503由一個以上的合路分路器組成；或者，由一個以上的合路分路器和耦合器組成，或者，由一個以上的開關矩陣組成。
[0128]具體實施中，同上一實施例，收發校準單元504由相互連接的射頻信號放大單元和收發信機單元組成，具體地，該射頻信號放大單元與主校準耦合電路單元503連接，該收發信機單元與數字處理單元501連接。在天線射頻通道的發射校準時，收發校準單元將來自於主校準耦合電路單元的I路發射校準射頻信號進行功率放大，並且下變頻解調為發射校準IQ模擬信號，並將發射校準IQ模擬信號輸出到數字處理單元。在天線射頻通道的接收校準時，收發校準單元將來自於數字處理單元的接收校準IQ模擬信號調製上變頻為接收校準射頻信號，並進射頻功率放大，將放大後的接收校準射頻信號輸出到主校準耦合電路單元。
[0129]具體實施中，濾波器陣列201由相互獨立的M路濾波器組成。
[0130]具體實施中，PA/LNA陣列202由相互獨立的M路功率放大器和相互獨立的M路低噪聲放大器組成。
[0131]具體實施中，收發信機陣列203由M路收發信機單元組成。
[0132]相應於第二實施例中提供的有源天線設備31，本發明第四實施例中，提供了一種基帶處理設備61，如圖6所示，該基帶處理設備包括依次連接的ROF光電轉換單元601、數字處理單元602和基帶處理單元603。
[0133]其中，針對信號接收和信號發射的不同處理過程，具體如下:
[0134]第一種，信號接收的具體過程如下:
[0135]ROF光電轉換單元601將接收的光信號轉換為N乘M路IQ模擬信號，N大於1，且M大於I ;
[0136]數字處理單元602將從ROF光電轉換單元601接收的N乘M路IQ模擬信號轉換為N乘M路IQ數位訊號；
[0137]基帶處理單元603對從數字處理單元602接收的N乘M路IQ數位訊號進行數據處理獲得接收數據；
[0138]第二種，信號發射的具體過程如下:
[0139]基帶處理單元603對待發射的數據進行數據處理為N乘M路IQ數位訊號；
[0140]數字處理單元602將從基帶處理單元603接收的N乘M路IQ數位訊號轉換為N乘M路IQ模擬信號；
[0141 ] ROF光電轉換單元601將從數字處理單元602接收的N乘M路IQ模擬信號轉換為光信號，並經光纖發送。
[0142]在校準過程中，根據接收校準和發射校準可以有以下兩種處理過程:
[0143]第一種，接收校準的具體信號處理過程如下:
[0144]基帶處理單元將預設的I個接收校準序列轉化為I路接收校準IQ數位訊號，並將所述I路接收校準IQ數位訊號發送至所述數字處理單元；以及接收N乘M路接收校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數，對所述N乘M路接收校準IQ數位訊號進行修正，並根據修正後的N乘M路接收校準IQ數位訊號以及所述接收校準序列，計算所述校準通道所對應的各射頻通道的接收校準幅度修正參數和接收校準相位修正參數。
[0145]其中，接收的N乘M路接收校準IQ數位訊號為所述I路接收校準IQ數位訊號依次經有源天線設備的I路校準通道、N乘M路射頻通道傳輸後，經由所述光纖接收並經所述ROF光電轉換單元和數字處理單元處理後獲得。
[0146]其中，預設的N乘M個校準通道的傳輸參數由所述光纖接收後經所述ROF光電轉換單元以及所述數字處理單元傳送至所述基帶處理單元。
[0147]優選地，基帶處理單元603獲取上行數據，並採用接收校準幅度修正參數對該上行數據進行幅度修正，以及採用接收校準相位修正參數對該上述數據進行相位修正；
[0148]其中，上行數據為根據經由光纖接收後經ROF光電轉換單元601以及數字處理單元602傳送至基帶處理單元603的上行信號得到。
[0149]第二種，發射校準的具體信號處理過程如下:
[0150]基帶處理單元將預設的N乘M個發射校準序列轉化為N乘M路發射校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數對所對應的校準通道的N乘M路發射校準IQ數位訊號進行修正，並發送修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號至所述數字處理單元，由所述數字處理單元將修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號轉換為N乘M路發射校準IQ模擬信號後通過所述ROF光電轉換單元轉換為光信號經光纖發送；以及接收I路發射校準IQ數位訊號，並根據接收的所述I路發射校準IQ數位訊號及所述N乘M個發射校準序列計算所述校準通道所對應的各射頻通道的發射校準幅度修正參數和發射校準相位修正參數。
[0151]其中，接收的I路發射校準IQ數位訊號為修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號依次經有源天線設備的N乘M路射頻通道、I路校準通道傳輸後，由所述光纖接收並經所述ROF光電轉換單元和數字處理單元處理後獲得。
[0152]其中，預設的N乘M個校準通道的傳輸參數由所述光纖接收後經所述ROF光電轉換單元以及所述數字處理單元傳送至所述基帶處理單元
[0153]優選地，基帶處理單元603對待發射的數據進行波束賦形，並採用發射校準幅度修正參數對波束賦形處理後的數據進行幅度修正，以及採用發射校準相位修正參數對波束賦形處理後的數據進行相位修正後發送給數字處理單元602，經由數字處理單元602和ROF光電轉換單元601處理後經由光纖發送。
[0154]具體地，基帶處理單元具有波束賦形、信號檢測、校準檢測、校準補償等功能。校準檢測功能包括:發射校準和接收校準等。校準補償功能包括發射校準補償和接收校準補償。在發射時，基帶處理單元將發射的數據，經過波束形處理，發射校準補償處理後，形成N乘M路IQ數位訊號輸出到數字處理單元。在接收時，基帶處理單元將來自於數字處理單元的N乘M路IQ數位訊號，進行接收校準補償處理後，進行信號的檢測，得到接收的數據。
[0155]相應於第三實施例提供的有源天線設備51，本發明第五實施例中提供了一種基帶處理設備71，如圖7所示，該大規模基帶處理設備71包括相互連接的光纖接口單元701和基帶處理單元702。
[0156]其中，針對信號接收和信號發射的不同處理過程，具體如下:
[0157]第一種，信號接收的具體過程如下:
[0158]光纖接口單元701將接收的光信號轉換為N乘M路IQ數位訊號，N大於I，且M大於I ;
[0159]基帶處理單元702對從光纖接口單元701接收的N乘M路IQ數位訊號進行數據處理獲得接收數據。
[0160]第二種，信號發射的具體過程如下:
[0161]基帶處理單元702對待發射的數據進行數據處理為N乘M路IQ數位訊號；
[0162]光纖接口單元701將從基帶處理單元702接收的N乘M路IQ數位訊號轉換為光信號，並將光纖發送。
[0163]在校準過程中，根據接收校準和發射校準可以有以下兩種處理過程:
[0164]第一種，接收校準的具體信號處理過程如下:
[0165]基帶處理單元將預設的I個接收校準序列轉化為I路接收校準IQ數位訊號，並將所述I路接收校準IQ數位訊號發送至所述光纖接口單元，由所述光纖接口單元通過光纖發送；以及接收經由所述光纖接口單元傳送的N乘M路接收校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數，對所述N乘M路接收校準IQ數位訊號進行修正，並根據所述修正後的N乘M路接收校準IQ數位訊號以及所述接收校準序列，計算所述校準通道所對應的各射頻通道的接收校準幅度修正參數和接收校準相位修正參數。
[0166]其中，接收的所述N乘M路接收校準IQ數位訊號為所述I路接收校準IQ數位訊號依次經有源天線設備的I路校準通道、N乘M路射頻通道傳輸後，經由所述光纖接收並經所述光纖接口單元處理後獲得。
[0167]其中，預設的N乘M個校準通道的傳輸參數由所述光纖接收後經所述光纖接口單元傳送至基帶處理單元。
[0168]優選地，基帶處理單元702獲取上行數據，並採用接收校準幅度修正參數對上行數據進行幅度修正，以及採用接收校準相位修正參數對上述數據進行相位修正；
[0169]上行數據為根據經由光纖接收後經光纖接口單元701傳送至基帶處理單元702的上行信號得到。
[0170]第二種，發射校準的具體信號處理過程如下:
[0171]基帶處理單元將預設的N乘M個發射校準序列轉化為N乘M路發射校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數對所對應的校準通道的N乘M路發射校準IQ數位訊號進行修正，並發送修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號至所述光纖接口單元，由所述光纖接口單元將修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號轉換為光信號經光纖發送；以及接收由所述光纖接口單元傳送的I路發射校準IQ數位訊號，並根據接收的所述I路發射校準IQ數位訊號及所述N乘M個發射校準序列計算所述校準通道所對應的各射頻通道的發射校準幅度修正參數和發射校準相位修正參數。[0172]其中，接收的所述I路發射校準IQ數位訊號為所述修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號依次經有源天線設備的N乘M個射頻通道、I路校準通道傳輸後，由所述光纖接收並經所述光纖接口單元處理後獲得。
[0173]其中，預設的N乘M個校準通道的傳輸參數由所述光纖接收後經所述光纖接口單元傳送至所述基帶處理單元。
[0174]優選地，基帶處理單元702對待發射的數據進行波束賦形，並採用發射校準幅度修正參數對波束賦形處理後的數據進行幅度修正，以及採用發射校準相位修正參數對波束賦形處理後的數據進行相位修正後發送給光纖接口單元701，經由光纖接口單元701後由光纖發送。
[0175]具體實施中，基帶處理單元具有波束賦形、信號檢測、校準檢測、校準補償等功能。校準檢測功能包括發射校準和接收校準。校準補償功能包括發射校準補償和接收校準補償。在發射時，基帶處理單元將發射的數據，經過波束賦形、發射校準補償處理後，形成N乘M路IQ數位訊號輸出到光纖接口單元。在接收時，基帶處理單元將來自於光纖接口單元的N乘M路IQ數位訊號，進行接收校準補償處理後，進行信號的檢測，得到接收的數據。
[0176]本發明第六實施例中，還提供了一種通信系統，如圖8所示，包括第二實施例所提供的有源天線設備(Massive AAU) 31以及第四實施例所提供的基帶處理設備(MassiveBBU)61 ；
[0177]其中，有源天線設備31和基帶處理設備61通過光纖連接。
[0178]該實施例中，有源天線設備31的具體結構可參見上述第二實施例的描述，此處不再贅述。
[0179]該實施例中，基帶處理設備61的具體結構可參見上述第四實施例的描述，此處不再贅述。
[0180]本發明第七實施例中，提供了另一種通信系統，如圖9所示，包括第三實施例所提供的有源天線設備51和第五實施例所提供的基帶處理設備71 ；
[0181]其中，有源天線設備51與基帶處理設備71通過光纖連接。
[0182]該實施例中，有源天線設備51的具體結構可參見上述第三實施例的描述，此處不再贅述。
[0183]該實施例中，基帶處理設備71的具體結構可參見上述第五實施例的描述，此處不再贅述。
[0184]基於同一發明構思，本發明第八實施例中，還提供了一種接收校準方法，以對各天線通道進行接收校準，具體過程如下:
[0185]基帶處理設備將預設的I個接收校準序列轉化為I路接收校準IQ數位訊號，並將所述I路接收校準IQ數位訊號發送給有源天線設備，由所述有源天線設備依次經I路校準通道、N乘M路射頻通道傳輸所述I路接收校準IQ數位訊號後，得到N乘M路接收校準IQ
數位訊號；
[0186]所述基帶處理設備接收所述N乘M路接收校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數，對所述N乘M路接收校準IQ數位訊號進行修正，並根據修正後的N乘M路接收校準IQ數位訊號以及所述接收校準序列，計算所述校準通道所對應的各射頻通道的接收校準幅度修正參數和接收校準相位修正參數。[0187]其中，預設的N乘M個校準通道的傳輸參數預存儲在所述有源天線設備中；基帶處理設備從所述有源天線設備中獲取所述預設的N乘M個校準通道的傳輸參數。
[0188]優選地，基帶處理設備獲取上行數據，並採用所述接收校準幅度修正參數對所述上行數據進行幅度修正，以及採用所述接收校準相位修正參數對所述上述數據進行相位修正。
[0189]基於以上第六?第七實施例所提供的通信系統，如圖10所示，進行接收校準的具體過程如下:
[0190]步驟1001:接收校準開始；
[0191]步驟1002 =Massive AAU將校準參數存儲單元中保存的各校準通道的傳輸參數發送給Massive BBU,該傳輸參數可表示為Si, i = 1，...，NM ;
[0192]步驟1003 =Massive BBU通過I路校準通道發送校準序列c後，然後通過N乘M路射頻通道分別接收，進行接收校準，
[0193]步驟1004 =Massive BBU在N乘M個射頻通道共接收到N乘M路接收校準IQ數位訊號ri; i = 1，...，NM，接收校準IQ數位訊號為校準序列c經Massive AAU的校準通道傳輸後返回給Massive BBU的信號；
[0194]步驟1005 =Massive BBU根據第i個射頻通道對應的接收校準IQ數位訊號，以及第i個射頻通道對應的傳輸參數，對該射頻通道所對應的接收校準IQ數位訊號修正為rjSi ;
[0195]步驟1006 =Massive BBU根據修正後的接收校準IQ數位訊號以及校準序列，計算得到每個射頻通道的接收校準幅度修正參數和接收校準相位修正參數；
[0196]步驟1007 =Massive BBU在接收上行數據後，根據各射頻通道所對應的接收校準幅度修正參數對接收的上行數據的幅度進行修正，以及根據各射頻通道所對應的接收校準相位修正參數對接收的上行數據的相位進行修正，以保證各天線振子接口處的幅度和相位一致。
[0197]基於同一發明構思，本發明第九實施例中，還提供了一種發射校準方法，以對各天線通道進行發射校準，具體過程如下:
[0198]基帶處理設備將預設的N乘M個發射校準序列轉化為N乘M路發射校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數對所對應的校準通道的N乘M路發射校準IQ數位訊號進行修正，將修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號發送給有源天線設備，由所述有源天線設備依次經N乘M路射頻通道、I路校準通道傳輸所述修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號後，得到I路發射校準IQ數位訊號；
[0199]所述基帶處理設備接收所述I路發射校準IQ數位訊號，並根據接收的所述I路發射校準IQ數位訊號及所述N乘M個發射校準序列計算所述校準通道所對應的各射頻通道的發射校準幅度修正參數和發射校準相位修正參數。
[0200]優選地，預設的N乘M個校準通道的傳輸參數預存儲在所述有源天線設備中；
[0201]基帶處理設備從所述有源天線設備中獲取所述預設的N乘M個校準通道的傳輸參數。
[0202]優選地，基帶處理設備對待發射的數據進行波束賦形，並採用所述發射校準幅度修正參數對所述波束賦形處理後的數據進行幅度修正，以及採用所述發射校準相位修正參數對所述波束賦形處理後的數據進行相位修正後發送給所述有源天線設備。
[0203]基於以上第六?第七實施例所提供的通信系統，如圖11所示，進行發射校準的具體過程如下:
[0204]步驟1101:發射校準開始；
[0205]步驟1102 =Massive AAU將校準參數存儲單元中保存的各校準通道的傳輸參數發送給Massive BBU,該傳輸參數可表示為Si, i = 1，...，NM ;
[0206]步驟1103 =Massive BBU根據各射頻通道所對應的校準通道的傳輸參數，將所對應的射頻通道所對應的校準序列Ci (i = 1，...，NM)修正為Ci/Si ；
[0207]步驟1104 =Massive BBU通過N乘M路射頻通道分別發送修正後的校準序列CiAi後，然後通過I路校準通道接收，進行發射校準；
[0208]步驟1105 =Massive BBU接收來自I路校準通道的I路混合發射校準IQ數位訊號r，並根據混合發射校準IQ數位訊號以及射頻通道所對應的校準序列Ci，計算每個射頻通道的發射校準幅度修正參數和接收校準相位修正參數；
[0209]步驟1106 =Massive BBU對待發射的數據進行波束賦形，並採用發射校準幅度修正參數對波束賦形處理後的數據進行幅度修正，以及採用發射校準相位修正參數對波束賦形處理後的數據進行相位修正。
[0210]基於上述技術方案，本發明實施例中，通過在有源天線設備中增設天線耦合電路單元、校準通道、主校準耦合電路單元、收發校準單元、校準參數存儲單元，以為收發校準提供硬體支撐，使得能夠基於該具有校準通道和校準電路的有源天線設備實現各射頻通道的收發校準，在採用有源天線設備實現天線通道的可擴展設計的同時，保證各天線通道的性能保持一致，降低工程實施難度的同時，提高了實施可靠性。
[0211]同時，本發明實施例提供的發射校準方法，消除了校準網絡內部參數對的發射校準性能的影響，確保了各天線振子的接口處的幅度和相位的一致。
[0212]本發明實施例提供的接收校準方法，消除了校準網絡內部參數對接收校準性能的影響，確保了各天線振子的接口處的幅度和相位的一致。
[0213]本領域內的技術人員應明白，本發明的實施例可提供為方法、系統、或電腦程式產品。因此，本發明可採用完全硬體實施例、完全軟體實施例、或結合軟體和硬體方面的實施例的形式。而且，本發明可採用在一個或多個其中包含有計算機可用程序代碼的計算機可用存儲介質(包括但不限於磁碟存儲器和光學存儲器等)上實施的電腦程式產品的形式。
[0214]本發明是參照根據本發明實施例的方法、設備(系統)、和電腦程式產品的流程圖和/或方框圖來描述的。應理解可由電腦程式指令實現流程圖和/或方框圖中的每一流程和/或方框、以及流程圖和/或方框圖中的流程和/或方框的結合。可提供這些電腦程式指令到通用計算機、專用計算機、嵌入式處理機或其他可編程數據處理設備的處理器以產生一個機器，使得通過計算機或其他可編程數據處理設備的處理器執行的指令產生用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的裝置。
[0215]這些電腦程式指令也可存儲在能引導計算機或其他可編程數據處理設備以特定方式工作的計算機可讀存儲器中，使得存儲在該計算機可讀存儲器中的指令產生包括指令裝置的製造品，該指令裝置實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能。
[0216]這些電腦程式指令也可裝載到計算機或其他可編程數據處理設備上，使得在計算機或其他可編程設備上執行一系列操作步驟以產生計算機實現的處理，從而在計算機或其他可編程設備上執行的指令提供用於實現在流程圖一個流程或多個流程和/或方框圖一個方框或多個方框中指定的功能的步驟。
[0217]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種有源天線設備，其特徵在於，包括: N個有源天線陣列、主校準耦合電路單元、收發校準單元、校準參數存儲單元以及光載無線通信ROF光電轉換單元，所述N大於I ; 所述有源天線陣列至少包括天線耦合電路單元以及M個連接至所述天線耦合電路單元的天線振子，所述M大於I ; 所述有源天線陣列的天線校準耦合電路單元通過校準通道連接至所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路與所述收發校準單元連接，所述收發校準單元以及所述校準參數存儲單元分別連接至所述ROF光電轉換單元； 所述校準參數存儲單元保存N個所述有源天線陣列的校準通道的傳輸參數，以及將所述傳輸參數傳送給所述ROF光電轉換單兀，由所述ROF光電轉換單兀轉換為光信號後經光纖發送； 所述有源天線陣列中的天線校準耦合電路單元將接收的M路校準射頻信號耦合為一路發射校準射頻信號通過校準通道輸出至所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路單元將N個所述有源天線陣列傳送的N路發射校準射頻信號合併為一路發射校準射頻信號，所述收發校準單元將所述主校準耦合電路單元傳送的所述一路發射校準射頻信號進行功率放大後，解調為發射校準IQ模擬信號輸出至所述ROF光電轉換單元，所述ROF光電轉換單元將所述發射校準IQ模擬信號轉換為光信號並通過光纖傳送； 或者， 所述收發校準單元 將所述ROF光電轉換單元傳送的接收校準IQ模擬信號調製為接收校準射頻信號，進行功率放大後傳送給所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路單元將功率放大後的所述接收校準射頻信號分路為相同的N路接收校準射頻信號，分別通過N個所述有源天線陣列所對應的校準通道發送至相對應的所述天線校準耦合電路單元，所述天線校準耦合電路單元將接收的一路所述校準射頻信號分路成M路校準射頻信號。
2.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述有源天線陣列還包括: 依次連接的濾波器陣列、功率放大器和低噪聲放大器PA/LNA陣列和收發信機陣列，所述濾波器陣列與所述天線校準耦合電路單元連接，所述收發信機陣列與所述ROF光電轉換單元連接； 所述濾波器陣列，用於對M路校準射頻信號進行濾波； 所述PA/LNA陣列，用於對M路校準射頻信號進行功率放大； 所述收發信機陣列，用於將M路校準射頻信號轉換為M路IQ模擬信號並發送，或者，將接收的M路IQ模擬信號轉換為M路校準射頻信號。
3.如權利要求1所述的設備，其特徵在於，所述主校準耦合電路單元包括: 一個以上的合路分路器； 或者，一個以上的合路分路器和耦合器； 或者，一個以上的開關矩陣。
4.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述收發校準單元包括:相互連接的射頻信號放大單元和收發信機單元； 所述射頻信號放大單元與所述主校準耦合電路單元連接，所述收發信機單元與所述ROF光電轉換單元連接。
5.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述濾波器陣列包括:相互獨立的M路濾波器。
6.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述PA/LNA陣列包括: 相互獨立的M路功率放大器和相互獨立的M路低噪聲放大器。
7.如權利要求2所述的設備，其特徵在於，所述收發信機陣列包括:M路收發信機單元。
8.一種有源天線設備，其特徵在於，包括: N個有源天線陣列、主校準耦合電路單元、收發校準單元、校準參數存儲單元、數字處理單元以及光纖接口單元，所述N大於I ; 所述有源天線陣列至少包括天線耦合電路單元以及M個連接至所述天線耦合電路單元的天線振子，所述M大於I ; 所述有源天線陣列的天線校準耦合電路單元通過校準通道連接至所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路與所述收發校準單元連接，所述收發校準單元以及所述校準參數存儲單元分別連接至所述數字處理單元； 所述校準參數存儲單元保存N個所述有源天線陣列的校準通道的傳輸參數，以及將所述傳輸參數傳送給所述數字處理單元； 所述有源天線陣列中的天線校準耦合電路單元將接收的M路校準射頻信號耦合為一路發射校準射頻信號通過校準通道輸出至所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路單元將N個所述有源天線陣列傳送的N路發射校準射頻信號合併為一路發射校準射頻信號，所述收發校準單元將所述主校準耦合電路單元傳送的所述一路發射校準射頻信號進行功率放大後，解調為發射校準IQ模擬信號輸出至所述數字處理單元，由所述數字處理單元將所述發射校準IQ模擬信號轉換為發射校準IQ數位訊號並通過光纖接口單元傳送； 或者， 所述數字處理單元將通過所述光纖接口單元接收的接收校準IQ數位訊號轉換為接收校準IQ模擬信號，所述收發校準單元將所述數字處理單元傳送的接收校準IQ模擬信號調製為接收校準射頻信號，進行功率放大後傳送給所述主校準耦合電路單元，所述主校準耦合電路單元將功率放大後的所述接收校準射頻信號分路為相同的N路接收校準射頻信號，分別通過N個所述有源天線陣列所對應的校準通道發送至相對應的所述天線校準耦合電路單元，所述天線校準耦合電路單元將接收的一路所述校準射頻信號分路成M路校準射頻信號。
9.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，所述有源天線陣列還包括: 依次連接的濾波器陣列、功率放大器和低噪聲放大器PA/LNA陣列和收發信機陣列，所述濾波器陣列與所述天線校準耦合電路單元連接，所述收發信機陣列與所述數字處理單元連接； 所述濾波器陣列，用於對M路校準射頻信號進行濾波； 所述PA/LNA陣列，用於對M路校準射頻信號進行功率放大； 所述收發信機陣列，用於將M路校準射頻信號轉換為M路IQ模擬信號並發送，或者，將接收的M路IQ模擬信號轉換為M路校準射頻信號。
10.如權利要求8所述的設備，其特徵在於，所述主校準耦合電路單元包括: 一個以上的合路分路器；或者，一個以上的合路分路器和耦合器； 或者，一個以上的開關矩陣。
11.如權利要求9所述的設備，其特徵在於，所述收發校準單元包括:相互連接的射頻信號放大單元和收發信機單元； 所述射頻信號放大單元與所述主校準耦合電路單元連接，所述收發信機單元與所述數字處理單元連接。
12.如權利要求9所述的設備，其特徵在於，所述濾波器陣列包括:相互獨立的M路濾波器。
13.如權利要求9所述的設備，其特徵在於，所述PA/LNA陣列包括: 相互獨立的M路功率放大器和相互獨立的M路低噪聲放大器。
14.如權利要求9所述的設備，其特徵在於，所述收發信機陣列包括:M路收發信機單J Li ο
15.一種基帶處理設備，其特徵在於，包括: 依次連接的光載無線通信ROF光電轉換單元、數字處理單元和基帶處理單元； 所述基帶處理單元將預設的I個接收校準序列轉化為I路接收校準IQ數位訊號，並將所述I路接收校準IQ數位訊號發送至所述數字處理單元；以及接收N乘M路接收校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數，對所述N乘M路接收校準IQ數位訊號進行修正，並根據修正後的N乘M路接收校準IQ數位訊號以及所述接收校準序列，計算所述校準通道所對應的各射頻通道的接收校準幅度修正參數和接收校準相位修正參數；或者， 所述基帶處理單元將預設的N乘M個發射校準序列轉化為N乘M路發射校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數對所對應的校準通道的N乘M路發射校準IQ數位訊號進行修正，並發送修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號至所述數字處理單元，由所述數字處理單元將修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號轉換為N乘M路發射校準IQ模擬信號後通過所述ROF光電轉換單元轉換為光信號經光纖發送；以及接收I路發射校準IQ數位訊號，並根據接收的所述I路發射校準IQ數位訊號及所述N乘M個發射校準序列計算所述校準通道所對應的各射頻通道的發射校準幅度修正參數和發射校準相位修正參數； 所述接收的N乘M路接收校準IQ數位訊號為所述I路接收校準IQ數位訊號依次經有源天線設備的I路校準通道、N乘M路射頻通道傳輸後，經由所述光纖接收並經所述ROF光電轉換單元和數字處理單元處理後獲得； 所述接收的I路發射校準IQ數位訊號為修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號依次經有源天線設備的N乘M路射頻通道、I路校準通道傳輸後，由所述光纖接收並經所述ROF光電轉換單元和數字處理單元處理後獲得； 所述預設的N乘M個校準通道的傳輸參數由所述光纖接收後經所述ROF光電轉換單元以及所述數字處理單元傳送至所述基帶處理單元。
16.如權利要求15所述的設備，其特徵在於，所述基帶處理單元還用於: 獲取上行數據，並採用所述接收校準幅度修正參數對所述上行數據進行幅度修正，以及採用所述接收校準相位修正參數對所述上述數據進行相位修正；所述上行數據根據經由所述光纖、所述ROF光電轉換單元以及所述數字處理單元傳送至基帶處理單元的上行信號得到。
17.如權利要求15所述的設備，其特徵在於，所述基帶處理單元還用於: 對待發射的數據進行波束賦形，並採用所述發射校準幅度修正參數對所述波束賦形處理後的數據進行幅度修正，以及採用所述發射校準相位修正參數對所述波束賦形處理後的數據進行相位修正後發送給所述數字處理單元，經由所述數字處理單元和所述ROF光電轉換單元處理後經由所述光纖發送。
18.一種基帶處理設備，其特徵在於，包括:相互連接的光纖接口單元和基帶處理單元; 所述基帶處理單元將預設的I個接收校準序列轉化為I路接收校準IQ數位訊號，並將所述I路接收校準IQ數位訊號發送至所述光纖接口單元，由所述光纖接口單元通過光纖發送；以及接收經由所述光纖接口單元傳送的N乘M路接收校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數，對所述N乘M路接收校準IQ數位訊號進行修正，並根據所述修正後的N乘M路接收校準IQ數位訊號以及所述接收校準序列，計算所述校準通道所對應的各射頻通道的接收校準幅度修正參數和接收校準相位修正參數； 或者， 所述基帶處理單元將 預設的N乘M個發射校準序列轉化為N乘M路發射校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數對所對應的校準通道的N乘M路發射校準IQ數位訊號進行修正，並發送修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號至所述光纖接口單元，由所述光纖接口單元將修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號轉換為光信號經光纖發送；以及接收由所述光纖接口單元傳送的I路發射校準IQ數位訊號，並根據接收的所述I路發射校準IQ數位訊號及所述N乘M個發射校準序列計算所述校準通道所對應的各射頻通道的發射校準幅度修正參數和發射校準相位修正參數； 接收的所述N乘M路接收校準IQ數位訊號為所述I路接收校準IQ數位訊號依次經有源天線設備的I路校準通道、N乘M路射頻通道傳輸後，經由所述光纖接收並經所述光纖接口單元處理後獲得； 接收的所述I路發射校準IQ數位訊號為所述修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號依次經有源天線設備的N乘M個射頻通道、I路校準通道傳輸後，由所述光纖接收並經所述光纖接口單元處理後獲得； 所述預設的N乘M個校準通道的傳輸參數由所述光纖接收後經所述光纖接口單元傳送至所述基帶處理單元。
19.如權利要求18所述的設備，其特徵在於，所述基帶處理單元還用於: 獲取上行數據，並採用所述接收校準幅度修正參數對所述上行數據進行幅度修正，以及採用所述接收校準相位修正參數對所述上述數據進行相位修正； 所述上行數據根據經由所述光纖、所述光纖接口單元傳送至所述基帶處理單元的上行 號得到。
20.如權利要求18所述的設備，其特徵在於，所述基帶處理單元還用於: 對待發射的數據進行波束賦形，並採用所述發射校準幅度修正參數對所述波束賦形處理後的數據進行幅度修正，以及採用所述發射校準相位修正參數對所述波束賦形處理後的數據進行相位修正後發送給所述光纖接口單元，由所述光纖接口單元轉換為光信號後通過所述光纖發送。
21.一種通信系統，其特徵在於，包括權利要求1-7任一項所述的有源天線設備以及權利要求15-17任一項所述的基帶處理設備，所述基帶處理設備與所述有源天線設備通過光纖連接。
22.一種通信系統，其特徵在於，包括權利要求8-14任一項所述的有源天線設備以及權利要求18-20任一項所述的基帶處理設備，所述基帶處理設備與所述有源天線設備通過光纖連接。
23.一種接收校準方法，其特徵在於，包括: 基帶處理設備將預設的I個接收校準序列轉化為I路接收校準IQ數位訊號，並將所述I路接收校準IQ數位訊號發送給有源天線設備，由所述有源天線設備依次經I路校準通道、N乘M路射頻通道傳輸所述I路接收校準IQ數位訊號後，得到N乘M路接收校準IQ數位訊號; 所述基帶處理設備接收所述N乘M路接收校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數，對所述N乘M路接收校準IQ數位訊號進行修正，並根據修正後的N乘M路接收校準IQ數位訊號以及所述接收校準序列，計算所述校準通道所對應的各射頻通道的接收校準幅度修正參數和接收校準相位修正參數。
24.如權利要求23所述的方法，其特徵在於，所述預設的N乘M個校準通道的傳輸參數預存儲在所述有源天線設備中； 所述基帶處理設備從所述有源天線設備中獲取所述預設的N乘M個校準通道的傳輸參數。
25.如權利要求23所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括: 所述基帶處理設備獲取上行數據，並採用所述接收校準幅度修正參數對所述上行數據進行幅度修正，以及採用所述接收校準相位修正參數對所述上述數據進行相位修正。
26.一種發射校準方法，其特徵在於，包括: 基帶處理設備將預設的N乘M個發射校準序列轉化為N乘M路發射校準IQ數位訊號，採用預設的N乘M個校準通道的傳輸參數對所對應的校準通道的N乘M路發射校準IQ數位訊號進行修正，將修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號發送給有源天線設備，由所述有源天線設備依次經N乘M路射頻通道、I路校準通道傳輸所述修正後的N乘M路發射校準IQ數位訊號後，得到I路發射校準IQ數位訊號； 所述基帶處理設備接收所述I路發射校準IQ數位訊號，並根據接收的所述I路發射校準IQ數位訊號及所述N乘M個發射校準序列計算所述校準通道所對應的各射頻通道的發射校準幅度修正參數和發射校準相位修正參數。
27.如權利要求26所述的方法，其特徵在於，所述預設的N乘M個校準通道的傳輸參數預存儲在所述有源天線設備中； 所述基帶處理設備從所述有源天線設備中獲取所述預設的N乘M個校準通道的傳輸參數。
28.如權利要求27所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括: 所述基帶處理設備對待發射的數據進行波束賦形，並採用所述發射校準幅度修正參數對所述波束賦形處理後的數據進行幅度修正，以及採用所述發射校準相位修正參數對所述波束賦形處理後 的數據進行相位修正後發送給所述有源天線設備。
【文檔編號】H04B1/38GK103997352SQ201410204038
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月14日 優先權日:2014年5月14日
【發明者】李傳軍, 蘇昕 申請人:電信科學技術研究院