[實用新型]有源陣列天線校準系統及有源陣列天線系統

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821424845.3
• 申請日: 2018-08-31
• 公開（公告）號: CN208656779U
• 公開（公告）日: 2019-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 張志偉
• 申請（專利權）人: 京信通信系統（中國）有限公司;京信通信系統（廣州）有限公司;京信通信技術（廣州）有限公司;天津京信通信系統有限公司
• 主分類號: H04B17/12
• 分類號: H04B17/12;H04B17/21;H04B1/40
• 代理公司: 北京慧智興達知識產權代理有限公司 11615
• 代理人: 李麗穎;韓龍

本實用新型提供了一種有源陣列天線校準系統及有源陣列天線系統，該校準系統包括校準線纜、功分合路鏈路和校準檢測模塊，校準檢測模塊包括校準信號基帶處理芯片和與校準信號基帶處理芯片連接的射頻收發(fā)單元，校準線纜，分別與各收發(fā)射頻單板的收發(fā)鏈路連接，采集經過各收發(fā)射頻單板的收發(fā)鏈路的校準信號；功分合路鏈路，連接校準線纜和校準檢測模塊，將校準線纜采集到的校準信號發(fā)送到校準信號基帶處理芯片，由校準信號基帶處理芯片進行校準處理；或將原始信號發(fā)送到各收發(fā)射頻單板的天線基帶處理芯片，由天線基帶處理芯片進行校準處理。本實用新型通過設備內部鏈路實現了多通道天線陣列自校準功能，進而優(yōu)化天線覆蓋范圍及效果。

技術領域

本實用新型涉及移動通信技術領域，尤其涉及一種有源陣列天線校準系統及有源陣列天線系統。

背景技術

目前，第三代移動通信(3G)網絡中，采用基帶處理單元(BBU)和射頻拉遠單元(RRU)組成的通信系統架構，其中BBU和RRU之間采用光纖連接，一個BBU可以支持多個RRU。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(fā)信機陣列和收發(fā)校準單元連接，其中，收發(fā)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(fā)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。大規(guī)模輸入輸出(Massive MIMO)通信系統中，天線通道的數量N大于等于64，即射頻上跳線的個數大于64，為了減少天線和RRU之間的傳輸損耗，通常上跳線采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。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。

隨著技術的進步，收發(fā)信機向集成化、低成本方向發(fā)展，這為數字波束成形(Digital Beam-forming：DBF)的應用創(chuàng)造了條件，只要為每個振子都配一個收發(fā)信機，就能實現數字波束成形，這樣就構成了收發(fā)信機陣列，這種形態(tài)的產品，通常稱為有源天線。

有源天線系統為多收發(fā)通道系統。在有源天線產品中，多路收發(fā)通道通常對應設置有多路天線陣列，各路天線陣列為并列工作狀態(tài)，每路天線陣列均對應收發(fā)通道和相應的數字基帶處理部分。其中，所述收發(fā)通道包含很多模擬電路，由大量高電壓、大功率、高電流的中射頻元器件組成。這些元器件的工作環(huán)境溫度很高，長時間運行容易產生老化現象，從而導致部分器件失效，影響系統的可靠性。因此，需要對收發(fā)通道的狀態(tài)進行實時檢測，使得系統能正常運行。

有源天線為了靈活調整天線覆蓋范圍，對各個天線振子附加上不同的幅度和相位值，使從各個振子發(fā)射出來的信號有著不同的幅度相位差。所有的振子的能量疊加形成天線的方向圖。調整振子之間的相對幅度相位，可以有效改變天線輻射能量的場強分布。傳統的電調天線改變天線振子的幅度相位權值是通過機械移相網絡實現的，而有源天線可以在數字部分完成信號的幅度相位調整，因此有源天線比電調天線更加穩(wěn)定和靈活。在有源天線系統中，由于各通道信號經過不同的物理鏈路，到達天線各個振子時其幅度相位必然存在比較大的差異。因此有源天線工作前必須對所有通道進行幅度相位進行校準，使信號到達各個振子時保持幅度相位一致。

目前，可通過專用校準通道對收發(fā)通道的狀態(tài)進行實時檢測，方法實現流程可為：實時檢測多路收發(fā)通道各自的波束成形系數，以檢測各路收發(fā)通道是否發(fā)生了失效；當檢測到多路收發(fā)通道的任意一路發(fā)生失效時，獲取當前與所有收發(fā)通道對應的當前組波束成形系數，以及與當前失效的收發(fā)通道對應的失效模式信息；采用預設的優(yōu)化算法，對當前的一組波束成形系數進行優(yōu)化處理，以計算得到相對于當前的一組波束成形系數，即更適配于失效模式信息的第一組波束成形系數；根據第一組波束成形系數，對應地對各路收發(fā)通道的波束成形系數進行更新。

實用新型內容

鑒于上述問題，提出了本實用新型以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的有源陣列天線校準系統及有源陣列天線系統。