一种天线校准方法和装置与流程

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1.本技术涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种天线校准方法和装置。

背景技术：

2.超大规模多输入多输出(multiple input multiple output，mimo)是未来网络探索和研究的方向之一，有助于充分挖掘空间维度，大幅度提高能量和频谱效率。为避免超大规模mimo场景下传统收发机产生海量基带数据、硬件成本高昂、功耗巨大等问题，低精度量化接收机是解决方案之一。对于工作在时分多址方式(time division duplex，tdd)的超大规模mimo系统而言，空口信道的互易性可以有效减少用户反馈下行信道的开销。但是，通信链路中除了空口(over the air，ota)信道，还会包含各种硬件设备，比如低精度模数转换器(analog to digital convertor，adc)，功放等。其所带来的非线性失真会破坏上下行信道互易性。传统的互异性校准方案都是基于全精度adc考虑的，有必要针对低精度adc天线的超大规模mimo场景设计相应的互易性校准与判断方案。

技术实现要素：

3.本技术提供一种天线校准方法和装置，以期对低精度adc天线的互易性进行校准与判断。
4.第一方面，提供一种天线校准方法。该方法中，第一天线组中第i个天线向第二天线组发送第一导频序列。第一天线组可以接收来自第二天线组的第二导频序列。其中，第一天线组和第二天线组中其中一组的adc精度高于另一组。根据接收到的第二导频序列对第i个天线进行校准。
5.基于上述方案，可以对低精度adc天线和混合精度adc天线进行校准，可以适应于不同规模的，提高天线校准方案的普适性和灵活性，可以提升通信系统传输性能和系统接入容量。
6.在一种可能的实现方式中，第二导频序列可以是第二天线组收到的第一导频序列。
7.在一种可能的实现方式中，确定第二天线组接收第一导频序列的信道与第i个天线接收所述第频序列的信道的第一比值。根据第一比值，确定第i个天线的校准系数。
8.在一种可能的实现方式中，确定第i个天线的第一归一化系数，归一化系数为第i个天线接收第二导频序列与第二天线组接收第一导频序列的信道的比值。根据第一归一化系数，确认第i个天线是否失配；若失配则进行所述校准。
9.基于上述方案，可以对失配天线进行检测以及校准，减少因天线校准而造成的时延，降低天线校准的复杂度和开销。
10.在一种可能的实现方式中，若第一归一化系数和之前计算得到的第二归一化系数之间的差值大于或等于预设阈值，则确认第i个天线失配。
11.在一种可能的实现方式中，第一天线组和第二天线组属于同一通信装置。
12.基于上述方案，天线校准可以由网络设备自行校准，也可以由终端设备辅助，提高天线校准方案的灵活性。
13.第二方面，提供一种通信装置，该装置可以包括用于执行第一方面或第一方面任一种可能实现方式中的各个模块/单元。例如，第一天线组和处理单元。
14.其中，第一天线组中第i个天线，用于向第二天线组发送第一导频序列。第一天线组，还用于接收来自第二天线组的第二导频序列；第一天线组和第二天线组中其中一组的模数转换器adc精度高于另一组；处理单元，用于根据接收到的第二导频序列对第i个天线进行校准。
15.在一种设计中，第二导频序列是第二天线组收到的第一导频序列。
16.在一种设计中，处理单元根据接收到的第二导频序列对第i个天线进行校准时，具体用于：确定第二天线组接收第一导频序列的信道与第i个天线接收第二导频序列的信道的第一比值；根据第一比值，确定第i个天线的校准系数。
17.在一种设计中，处理单元根据接收到的第二导频序列对第i个天线进行校准时，具体用于：确定第i个天线的第一归一化系数，归一化系数为第i个天线接收第二导频序列与第二天线组接收第一导频序列的信道的比值；根据第一归一化系数，确认第i个天线是否失配；若失配则进行校准。
18.在一种设计中，处理单元根据第一归一化系数，确认第i个天线是否失配时，具体用于：若第一归一化系数和之前计算得到的第二归一化系数之间的差值大于或等于预设阈值，则确认第i个天线失配。
19.在一种设计中，通信装置还包括第二天线组。
20.第三方面，提供一种通信装置，通信装置包括处理器和天线组。天线组执行第一方面或第一方面任一种可能实现方式中方法的收发步骤，控制器运行时，处理器利用控制器中的硬件资源执行第一方面或第一方面任一种可能实现方式中方法的除收发步骤以外的处理步骤。
21.在一种可能的实现方式中，通信装置还包括存储器。该存储器可以位于装置内部，或者也可以位于装置外部，与所述装置相连。
22.在一种可能的实现方式中，存储器可以与处理器集成在一起。
23.第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面的方法。
24.第五方面，本技术提供了一种存储指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面的方法。
25.另外，第二方面至第五方面的有益效果可以参见第一方面的有益效果，此处不再赘述。
附图说明
26.图1为本技术实施例提供的通信系统示意图之一；
27.图2为本技术实施例提供的通信系统示意图之一；
28.图3为本技术实施例提供的网络设备和终端设备的通信模型示意图；
29.图4为本技术实施例提供的天线校准方法的示例性流程图之一；
30.图5a为本技术实施例提供的终端辅助失配校准方案的仿真曲线图之一；
31.图5b为本技术实施例提供的终端辅助失配校准方案的仿真曲线图之一；
32.图6a为本技术实施例提供的自诊断失配校准方案的仿真曲线图之一；
33.图6b为本技术实施例提供的自诊断失配校准方案的仿真曲线图之一；
34.图7为本技术实施例提供的天线校准方法的示例性流程图之一；
35.图8为本技术实施例提供的通信装置示意图之一；
36.图9为本技术实施例提供的通信装置示意图之一。
具体实施方式
37.以下，对本技术实施例涉及的术语进行解释和说明。
38.1)低精度adc：adc是指将连续变化的模拟信号转换为离散的数字信号的器件。adc的精度可以通过分辨率衡量，或者也可以通过精度误差衡量。低精度adc可以是指adc的分辨率低于某一阈值，或者某一范围。例如，分辨率8比特-12比特可以认为是高精度adc，分辨率4比特-6比特可以认为是adc分辨率的中间值，因此分辨率在4比特以下的adc可以认为是低精度adc。或者，分辨率在8比特以下的adc可以认为是低精度adc。
39.或者，低精度adc也可以是精度误差大于或等于某一阈值的adc。例如，可以是精度误差大于或等于1.5lsb的adc。
40.在网络设备或者终端设备上会布置有多个天线。其中，每个天线连接的adc可以是相同精度的adc，也可以是不同精度的adc。连接有低精度adc的天线可以称为低精度adc天线，连接有高精度adc的天线可以称为高精度adc天线。针对一个设备，如果其布置的天线连接的adc的精度不相同，那么可以认为该设备布置有混合精度adc天线。
41.以下，结合附图对本技术实施例提供的技术方案进行解释和说明。
42.相关技术中，对天线收发参数的互易性校准方案主要有以下三种方案：
43.方案一、
44.通过搭建全连接神经网络(calinet)，神经网络的输入为tdd模式下的大规模mimo系统中的上行信道矩阵，输出为相应的下行信道矩阵的估计值。其中，全连接神经网络是针对特定场景训练的，如在特定的天线配置和特定的终端数等约束下来完成网络参数训练的。但是，如果在新的传输场景，如不同的传输环境、不同的信道特性、不同的配置及不同的终端集合等，全连接神经网络的网络参数需要进行重新训练，然后才可以根据上行信道的测量结果估计下行信道矩阵。在实际场景中，终端数随时可能变化，系统需要频繁进行网络训练和参数更新，系统开销和传输延时比较大。同时，由于全连接神经网络无法得到每一根天线的校准系数，从而很难进行单天线或天线子集的互易性判断与校准。
45.方案二、
46.基于分组的最小二乘法(least squares，ls)校准方案包含有三种子方案。
47.第一种子方案可以称为阿哥斯(argos)。该方案中，可以将天线分为2组，记为a1和a2。其中，第一组a1只包含一根参考天线，其校准系数已知。第二组a2包含剩下的天线，其校准系数未知。在互易性校准流程中，a1组和a2组依次发送导频序列，根据测量信号完成a2组中天线的参数校准。
48.第二种子方案称之为罗加林(rogalin)。在该方案中，可以将天线分为m组，每组只
包含一根天线。依次让各组天线发送导频并进行测量，实现所有天线参数的校准。
49.第三种子方案称之为雪崩(avalanche)算法。该方案中，天线按一定的非线性集合大小分组，并通过组间互发导频和测量，完成所有天线的参数校准。但是，目前基于ls的校准方案均适用于高精度adc天线，无法在混合精度adc系统或低精度adc系统中使用。
50.方案三、
51.基于传统的压缩感知算法诊断和基于深度神经网络诊断，来实现收发参数的互易性校准。在该方案中，通过一根辅助天线和天线阵列之间互相发送导频信号，利用天线阵列校准系数的稀疏性，将识别失配天线索引值构造为压缩感知问题。通过压缩感知算法或者神经网络，搜索出失配天线。该方案是基于单根辅助天线考虑的，应用在低精度adc系统或者混合精度adc系统中，性能会有较大的损失。并且由于没有利用到天线阵列之间的信号交互，对于量化噪声的鲁棒性差。
52.本技术实施例提供了一种天线校准方法。本技术实施例可以应用于网络设备，也可以应用于终端。本技术实施例既可以应用在传统的典型网络中，也可以应用在未来的以ue为中心(ue-centric)的网络中。ue-centric网络引入无小区(non-cell)的网络架构，即在某个特定的区域内部署大量小站，构成一个超级小区(hyper cell)，每个小站为hyper cell的一个传输点(transmission point,tp)或传输接收点(transmission and reception point,trp)，并与一个集中控制器(controller)相连。当ue在hyper cell内移动时，网络侧设备为ue选择新的sub-cluster(子簇)为其服务，从而避免真正的小区切换，实现ue业务的连续性。其中，网络侧设备包括无线网络设备。或者是，在以ue为中心的网络中，多个网络侧设备，如小站，可以有独立的控制器，如分布式控制器，各小站能够独立调度用户，小站之间在长期上存在交互信息，使得在为ue提供协作服务时，也能够有一定的灵活性。
53.为便于理解本技术实施例，首先以图1示出的通信系统为例详细说明适用于本技术实施例的通信系统。如图1所示，该通信系统100包括终端101和网络设备102。终端101和网络设备102可配置有多个天线。
54.本技术所涉及的网络设备，例如包括接入网(access network，an)设备，例如(例如，接入点)，可以是指接入网中在空口通过一个或多个小区与无线终端通信的设备，或者例如，一种车到一切(vehicle-to-everything，v2x)技术中的网络设备为路侧单元(road side unit，rsu)。可用于将收到的空中帧与ip分组进行相互转换，作为终端与接入网的其余部分之间的路由器，其中接入网的其余部分可包括ip网络。rsu可以是支持v2x应用的固定基础设施实体，可以与支持v2x应用的其他实体交换消息。网络设备还可协调对空口的属性管理。例如，网络设备可以包括长期演进(long term evolution，lte)系统或高级长期演进(long term evolution-advanced，lte-a)中的演进型(nodeb或enb或e-nodeb，evolutional node b)，或者也可以包括演进的分组核心网络(evolved packet core，epc)、第五代移动通信技术(the 5th generation，5g)、新空口(new radio，nr)系统(也简称为nr系统)中的下一代节点b(next generation node b，gnb)，或者也可以包括云接入网(cloud radio access network，cloud ran)系统中的集中式单元(centralized unit，cu)和分布式单元(distributed unit，du)，或者卫星、无人机等，或者也可以是未来各种通信系统中承担功能的设备，本技术实施例并不限定。
55.本技术涉及的终端，包括向用户提供语音和/或数据连通性的设备，具体的，包括向用户提供语音的设备，或包括向用户提供数据连通性的设备，或包括向用户提供语音和数据连通性的设备。该终端可以包括用户设备(user equipment，ue)、无线终端、移动终端、设备到设备通信(device-to-device，d2d)终端、无人机、车到一切(vehicle to everything，v2x)终端、机器到机器/机器类通信(machine-to-machine/machine-type communications，m2m/mtc)终端、物联网(internet of things，iot)终端、订户单元(subscriber unit)、订户站(subscriber station)，移动站(mobile station)、远程站(remote station)、接入点(access point，ap)、远程终端(remote terminal)、接入终端(access terminal)、用户终端(user terminal)、用户代理(user agent)、或用户装备(user device)等。在本技术实施例中，该终端还可以是可穿戴设备。可穿戴设备也可以称为穿戴式智能设备或智能穿戴式设备等，是应用穿戴式技术对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称。而如上介绍的各种终端，如果位于车辆上(例如放置在车辆内或安装在车辆内)，都可以认为是车载终端，车载终端例如也称为车载单元(on-board unit，obu)。
56.在本技术实施例中，上述终端101或网络设备102可配置有混合精度adc天线或者低精度adc天线或者高精度adc天线。参阅图2，网络设备配置有天线阵列，天线阵列中部分天线与高精度adc模块连接，部分天线单元连接低精度adc模块。终端配置多个天线，其中不同的天线可以连接有不同精度的adc模块。或者，不同终端的天线连接不同精度的adc模块。网络设备可以为多个终端提供上行或下行数据接收或传输服务。图2中，网络设备的天线根据其连接射频(radio frequency，rf)使用的adc精度分化为两组，分别为高精度adc天线组和低精度adc天线组。
57.网络设备和终端的通信链路中主要功能模块可以用图3表示。参阅图3，其中tb为网络设备发送特性矩阵，rb为网络设备接收特性矩阵、c
dl
为下行空口信道、c
ul
为上行空口信道。tu为用户发送特性矩阵，ru为用户接收特性矩阵。下行空口信道为上行空口信道的转置，即c
dl
＝c
ult
，其中()
t
表示对矩阵和向量的转置操作。
58.以下，不是一般性的，以对网络设备的天线进行校准为例，对本技术实施例提供的天线校准方法进行说明。参阅图4，为本技术实施例提供的天线校准方法的示例性流程图，可以包括以下操作。
59.s401：第一天线组中第i个天线向第二天线组发送第一导频序列。
60.第一天线组中可以包含一个或多个天线，第二天线组中可以包含一个或多个天线。其中，第一天线组和第二天线组可以属于同一通信装置。例如，第一天线组和第二天线组可以属于网络设备，或者可以属于终端。可选的，第一天线组可以属于第一通信装置，第二天线组可以属于第二通信装置。例如，第一天线组可以属于终端，第二天线组可以属于网络设备。或者，第一天线组可以属于网络设备，第二天线组可以属于终端。第一天线组和第二天线组中其中一组的adc精度高于另一组。例如，第一天线组的adc精度高于第二天线组的adc精度。或者，第一天线组的adc精度低于第二天线组的adc精度。
61.可选的，第一天线组和第二天线组中至少有一组是低精度adc天线。例如，第一天线组是高精度adc天线，第二天线组是低精度adc天线。或者，第一天线组是低精度adc天线，第二天线组是高精度adc天线。或者，第一天线组和第二天线组均是低精度adc天线。
62.上述第一导频序列可以是网络设备已知的导频序列。可选的，第一导频序列也可以是终端已知的导频序列。第一导频序列所占的时域符号数可以是通信协议规定的或者也可以是网络设备指示的。例如，第一导频序列所占的时域符号数可以为1。
63.s402：第一天线组接收来自第二天线组的第二导频序列。
64.其中，第二导频序列可以是第二天线组接收到的第一导频序列。第二天线组在接收到来自第一天线组的第一导频序列后，可以将接收到的第一导频序列转发给第二天线组。其中，第二天线组中的一个或多个天线分别向第一天线组中的一个或多个天线发送第二导频序列。
65.s403：根据接收到的第二导频序列对第i个天线进行校准(calibration)。
66.其中，第i个天线可以接收到来自第一天线组的第二导频序列。网络设备可以根据第i个天线发送的第一导频序列和第i个天线接收到的第二导频序列，确定校准系数。例如，网络设备可以根据第一导频序列和第二导频序列，确定第二天线组接收第一导频序列的信道与第i个天线接收第二导频序列的信道之间的比值。网络设备可以根据该比值，确定第i个天线的校准系数。
67.可选的，在对第i个天线进行校准后，网络设备还可以对其他的天线依次进行校准，实现对天线的信道互易性校准。
68.需要说明的是，天线校准可以区分为初始化校准和失配天线校准。以下，分别对两种不同的情况进行详细介绍。
69.情况1、初始化校准。
70.在一种可能的实现方式中，在进行初始化天线校准时，可以先对高精度adc天线进行校准。需要说明的是，对高精度adc天线进行校准时可以采用传统的天线校准方法，如前述方案一至方案三示出的方法。或者，也可以采用本技术提供的校准方法对高精度adc天线进行校准。以下，以采用本技术提供的校准方法对高精度adc天线进行校准为例进行说明。
71.网络设备的每一个高精度adc天线可以依次发送第三导频序列，在其中一个高精度adc天线发送第三导频序列时，其余的高精度adc天线可以接收第三导频序列。可选的，第三导频序列所占的时域符号数、频域资源以及第三导频序列的格式等信息可以是网络设备已知的。例如，第三导频序列的所占的时域符号数为1。
72.需要说明的是，第i个高精度adc天线的接收信号和第j个高精度adc天线的接收信号可以满足以下公式(1)：
[0073][0074]
其中，y表示接收信号。其中，yi→j可以表示第i个天线发送第j个天线接收的接收信号，而yj→i可以表示第j个天线发送第i个天线接收的接收信号。n可以表示接收机处的噪声，p表示发射端发射的导频序列矩阵，也就是第三导频序列矩阵，qc表示量化函数。
[0075]
为了确定高精度adc天线校准系数，可以将上述公式(1)进行量化消除信道c。示例性的，可以利用加性量化噪声模型(additive quantization noise model，aqnm)模型对上述公式(1)进行近似量化，近似量化后的接收信号可以满足以下公式(2)：
[0076][0077]
其中，α为量化增益，nq表示量化误差。针对高精度adc天线，可以假设量化误差为零。根据空口信道互易性可以得到以下公式(3)：
[0078][0079]
其中，f表示发送信号和接收信号的比值。例如，fj表示第i个天线发送的导频序列和第i个天线接收的导频序列的比值，fj表示第j个天线发送的导频序列和第j个天线接收的导频序列的比值。()
t
表示转置。
[0080]
根据公式(2)和公式(3)可以对方程组进行ls估计，得到高精度adc天线的校准系数：
[0081][0082]
其中，表示rb的逆的转置；rb表示接收增益矩阵，tb表示发射增益矩。
[0083]
基于上述方案，网络设备可以实现对高精度adc天线之间的天线校准。
[0084]
另一种可能的实现方式中，网络设备可以对高精度adc天线和低精度adc天线之间进行天线校准。其中，网络设备可以执行上述s401～s403。
[0085]
举例来说，高精度adc天线中第i个天线向低精度adc天线发送第一导频序列。低精度adc天线可以向高精度adc天线发送第二导频序列。网络设备可以确定低精度adc天线接收到的第一导频序列和第i个天线接收到的第二导频序列满足以下公式(4)：
[0086][0087]
其中，y表示接收信号。其中，y
l
→h可以表示低精度adc天线发送第i个天线接收的接收信号，而yh→
l
可以表示第i个天线发送低精度adc天线接收的接收信号，h表示信道。
[0088]
基于上述公式(4)，可以确定低精度adc天线组接收第一导频序列的信道与第i个天线接收第二导频序列的信道的第一比值。
[0089]
示例性的，可以利用引理vec(adiag(x)b)＝(b
t
*a)x，将yh→
l
拉直得到以下公式(5)：
[0090][0091]
其中，(*)表示基于列的k-r乘积。表示单位阵，是待估计低精度adc天线的校准系数的倒数组成的列向量。
[0092][0093]
公式(6)中的矩阵形式可以表示为：
[0094][0095]
示例性的，可以利用ml算法估计
[0096]
其中，ml算法通用信号模型：
[0097]
y＝q(z)，z＝ax+v，(z∈rm，a∈rm×n，x∈rn)
[0098]
其中，rm表示m维的实数向量空间，rn表示n维的实数向量空间，rm×n表示m
×
n维的实数向量空间。
[0099]
将公式(6)带入上述通用信号模型，并计算似然函数得到以下公式：
[0100][0101]
其中，yi＝y表示接收信号，表示矩阵a的第i行，ui表示第i个量化区间的上界值，li表示第i个量化区间的下界值，σi表示噪声ni的功率。
[0102]
网络设备可以设计最优化求解算法，比如利用梯度下降算法来计算上述似然函数的最优解。以下，介绍简要的计算过程。
[0103]
given to leranceε＞0，parameters τ＞0
[0104]
initialize：f(0)＝0，k＝0
[0105][0106]
k＝k+1
[0107][0108]
end
[0109]
基于上述梯度下降算法，可以处理得到前述第一比值f。网络设备可以根据f确定第i个天线的校准系数。例如用fi在接收端乘以接收增益r
b，i
，或在发射时除发射增益t
b，i
，完成对天线收发互易性的校正。
[0110]
基于上述情况1，网络设备可以对高精度adc天线和低精度adc天线进行校准，确定高精度adc天线和低精度adc天线的校准系数。因此，网络设备可以采用确定的校准系数发送信号。
[0111]
情况2、失配天线校准。
[0112]
在一种可能的实现方式中，可以记录根据上述情况1得到的校准系数为ω，也就是收发校正参数满足如下公式(7)：
[0113][0114]
其中，t表示发射增益，r表示接收增益，l表示一个常数，例如可以假设l＝1。(1)、(2)和(n)可以表示第一个天线、第二个天线和第n个天线。
[0115]
网络设备可以基于各个天线的校准系数进行下行数据的传输或上行数据的接收。在工作一定周期后或者基于预设事件，网络设备可以进行失配天线检测。其中，工作周期或者预设事件可以是通信协议规定的。例如，工作周期可以设置为30天、40天或50天等。预设事件可以包括但不限于网络设备硬件系统升级、系统重启或部分天线即射频模组等硬件更换等。
[0116]
需要说明的是，网络设备进行失配天线检测可以通过上述情况1所述的方法实现，在第一比值f大于或等于预设阈值时可以认为第i个天线失配。网络设备可以根据第一比值f确定第i个天线的校准系数。
[0117]
可选的，网络设备也可以通过终端辅助或者自诊断完成失配天线检测，以下通过方法一和方法二分别进行描述。
[0118]
方法一：终端辅助
[0119]
假设上述公式(7)中的l＝1，网络设备可以确定天线的归一化系数ω。其中，网络设备可以根据归一化系数ω确定天线是否失配，如果失配则可以对天线进行校准。例如，网络设备在第一归一化系数和之前计算得到的第二归一化系数之间的差值大于或等于预设阈值时，确定天线失配。
[0120]
举例来说，网络设备与终端之间可以互相发送导频序列。其中，上行导频序列可以是终端已知的导频序列，例如可以取单位正交导频序列。下行导频序列可以是网络设备已知的导频序列，例如可以取随机序列。网络设备第i个天线接收的上行导频序列和第i个天线发送的下行导频序列可以满足以下公式(8)：
[0121][0122]
yu表示网络设备接收的上行导频序列，yb表示终端接收的下行导频序列。
[0123]
网络设备可以利用空口信道互易性消去h，得到以下公式(9)：
[0124][0125]
其中，和wb(t)为相对参考天线校准系数的对角阵。公式(9)中wb(t)可以表示第i个天线的第一归一化系数。
[0126]
将公式(8)中的yu矩阵拉直为向量，可以获得以下公式(10)：
[0127][0128]
则探测矢量q可以表示为：
[0129][0130]
公司(10)中ωb(t-1)可以表示第i个天线的第二归一化系数。
[0131]
其中，σ(t)具有稀疏性，则有如下压缩感知问题：
[0132][0133][0134]
基于上述q可以检测出失配天线。其中，失配天线的q可以小于或等于指定阈值。
[0135]
方法二：自诊断
[0136]
网络设备可以将天线均匀分为g组，从第1组开始依次发送导频序列。例如，可以发送时域符号数为1的导频序列。网络设备可以得到如下公式(11)：
[0137][0138]
其中，公式(11)中矩阵的行与∑
1≤i≤j≤k
lilj有关，li为第i组天线发送的导频长度，矩阵的列与m有关，f1…fm
分别为第1个天线至第m个天线的接收信号和发送信号之间的比值。m表示天线数量，k表示m个天线分成k组。
[0139]
将上述公式(11)化简，可以得到以下公式(12)：
[0140][0141]
其中，f1(t-1)可以表示第1个天线的第二归一化参数，f1可以表示第1个天线的第一归一化参数。网络设备可以在第一归一化系数和之前计算得到的第二归一化系数之间的差值大于或等于预设阈值时，确定天线失配。
[0142]
可选的，确定失配天线状态改变矢量的方程分为以下两种形式：
[0143]
无噪情况：
[0144][0145]
有噪情况：
[0146][0147]
网络设备可以分别根据有噪声和无噪声两种不同的情况，选择公式(13)或者公式(14)，确定是否存在失配天线。其中，失配天线的f小于或等于设定阈值。网络设备可以根据失配天线的f，对失配天线进行校准，可以参见情况1中的相关描述，此处不再赘述。
[0148]
需要说明的是，本技术实施例的上述多个公式中相同的数学符号可以表示相同的物理含义。而下角标x
→
y可以表示，第x个天线为发送天线第y个天线为接收天线。
[0149]
在一种可能的实现方式中，如果网络设备处于重负载传输场景，网络设备可以选择方法一所述的终端辅助的失配天线检测方法。如果网络设备处于空闲状态或者轻负载传输场景，可以选择自诊断失配天线检测方法。需要说明的是，网络设备选择终端辅助的失配天线检测方法时，可以选择一个终端来辅助完成失配天线检测，也可以选择多个终端来完成失配天线检测。网络设备可以利用多用户的选择增益提高失配天线的正确检测概率。
[0150]
参阅图5a和图5b，为终端辅助的失配天线检测概率仿真曲线。其中，网络设备天线数m＝256，失配天线数s＝4。n为终端天线数，c表示检测集大小。
[0151]
从图5a可以看出，网络设备和终端均配置比较高精度adc的天线时，失配天线检测的正确概率很高。同时，使用多个终端辅助的方法可以进一步提高失配天线检测的正确概率。从图5b中可以看出，增加检测集的大小对失配天线检测的正确概率改善不大。所以，可选的可以将检测集大小采用c＝1即可。
[0152]
参阅图6a和图6b，为网络设备自诊断的失配天线检测概率仿真曲线。其中，网络设备天线数m＝256，失配天线数s＝4。n为终端天线数，c表示检测集大小。
[0153]
从图6a中可以看出，采用不等式约束寻最优解具有很好的鲁棒性，可以在不同天线分组场景下极大提高失配天线正确检测的概率。同时图6a还显示当网络设备配置有较高精度adc时，失配天线的正确检测概率会明显提高。从图6b中可以看出，采用不等式约束和给定adc精度下，天线阵列中失配天线的正确检测概率与检测集大小的关系不明显。因此为了降低失配天线检测算法的及算法复杂度，可以将检测集大小采用c＝1即可。
[0154]
以下，结合附图7对本技术实施例提供的天线校准方案进行说明。其中，可以在网络设备侧采用预编码技术来消除多用户传输中的多用户干扰或消除多流传输中流间的干扰，以简化接收机的结构及降低接收机的计算复杂度，节约接收机的成本。因此，系统主要考虑网络设备侧天线收发射频端口的参数校正。
[0155]
参阅图7，网络设备进行天线校准时，可以首先对高精度adc天线进行校准。其次，网络设备可以对低精度adc天线进行校准，可以参见情况1中的相关描述。网络设备可以采用校准后的天线，与终端进行下行数据的传输或上行数据的接收。在检测周期开始后，网络设备可以根据自身的负载，选择终端辅助或者自诊断的方式进行失配天线检测，可以参见方法一和方法二中的相关描述。如果网络设备检测到了失配天线，则可以对失配天线进行校准，如果网络设备没有检测到失配的天线，则可以继续进行数据发送或接收。可选的，网络设备可以在一定周期后重新进行失配天线检测的流程。
[0156]
在一种可能的实现方式中，如果网络设备检测到失配的天线，则网络设备可以对失配天线完成互易性校正，非失配天线可以继续进行数据传输或接收工作。需要说明的是，失配天线校准和非失配天线进行数据传输可同步进行，网络设备数据传输或接收过程不需要终端。早失配天线完成校准后可以继续进行数据传输或接收工作，进行数据的发送或接收。
[0157]
基于上述方案，网络设备的天线阵列收发射频通道可以连续保持较好的互易特性，保持无线传输系统的最佳工作状态。上述方法可以灵活实现对不同类型天线阵列的校准，提升系统传输性能和系统接入容量，而且校准算法和流程简单，系统开销小。
[0158]
基于与上述天线校准方法的同一技术构思，如图8所示，提供了一种装置800。装置800能够执行上述方法的各个步骤，为了避免重复，此处不再详述。
[0159]
装置800包括：第一天线组810、处理单元820，可选的，还包括存储单元830；处理单元820可以分别与存储单元830和第一天线组810相连，所述存储单元830也可以与第一天线组810相连。其中，处理单元820可以与存储单元830集成。第一天线组810也可以称为收发器、收发机、收发装置等。处理单元820也可以称为处理器，处理单板，处理模块、处理装置等。可选的，可以将第一天线组810中用于实现接收功能的器件视为接收单元，将第一天线组810中用于实现发送功能的器件视为发送单元，即第一天线组810包括接收单元和发送单元。第一天线组有时也可以称为收发机、收发器、或收发电路等。接收单元有时也可以称为接收机、接收器、或接收电路等。发送单元有时也可以称为发射机、发射器或者发射电路等。
[0160]
应理解，第一天线组810用于执行上述方法实施例中发送操作和接收操作，处理单元820用于执行上述方法实施例中除了收发操作之外的其他操作。例如，在一种实现方式中，第一天线组810用于执行图5中的步骤504中中继节点侧和网络设备侧的收发操作，和/或第一天线组810还用于执行本技术实施例中中继节点侧和网络设备侧的其他收发步骤。第一天线组810，用于执行图4中的s401和s402，和/或第一天线组810还用于执行本技术实
施例中的其他收发操作。处理单元820，用于执行图4中的s403，和/或处理单元820还用于执行本技术实施例中的其他处理操作。
[0161]
所述存储单元830，用于存储计算机程序；
[0162]
第一天线组810中第i个天线，用于向第二天线组发送第一导频序列。第一天线组810，还用于接收来自第二天线组的第二导频序列；第一天线组810和第二天线组中其中一组的adc精度高于另一组；处理单元820，用于根据接收到的第二导频序列对第i个天线进行校准。
[0163]
在一种设计中，第二导频序列是第二天线组收到的第一导频序列。
[0164]
在一种设计中，处理单元820根据接收到的第二导频序列对第i个天线进行校准时，具体用于：确定第二天线组接收第一导频序列的信道与第i个天线接收第二导频序列的信道的第一比值；根据第一比值，确定第i个天线的校准系数。
[0165]
在一种设计中，处理单元820根据接收到的第二导频序列对第i个天线进行校准时，具体用于：确定第i个天线的第一归一化系数，归一化系数为第i个天线接收第二导频序列与第二天线组接收第一导频序列的信道的比值；根据第一归一化系数，确认第i个天线是否失配；若失配则进行校准。
[0166]
在一种设计中，处理单元820根据第一归一化系数，确认第i个天线是否失配时，具体用于：若第一归一化系数和之前计算得到的第二归一化系数之间的差值大于或等于预设阈值，则确认第i个天线失配。
[0167]
在一种设计中，通信装置还包括第二天线组840。
[0168]
当该装置为芯片类的装置或者电路时，该装置可以包括第一天线组810和处理单元820。其中，所述第一天线组810可以是输入输出电路和/或通信接口；处理单元820为集成的处理器或者微处理器或者集成电路。所述第一天线组810可以输入数据和输出数据，处理单元820可以根据输入数据确定输出数据。例如，第一天线组810可以输出第一导频序列，也可以输入第二导频序列。所述处理单元820可以根据第二导频序列对第一天线组810进行校准。
[0169]
如图9所示为本技术实施例提供的装置1000，用于实现上述方法中网络设备或终端设备的功能。该装置用于实现上述方法中网络设备的功能时，该装置可以是网络设备，也可以是类似网络设备功能的芯片，或者是能够和网络设备匹配使用的装置。
[0170]
装置1000包括至少一个处理器920，用于实现本技术实施例提供的方法中网络设备的功能。装置1000可以包括第一天线组910。在本技术实施例中，第一天线组可以是收发器、电路、总线、模块或其它类型的通信接口，用于通过传输介质和其它设备进行通信。例如，第一天线组910用于装置1000中的装置可以和其它设备进行通信。所述处理器920可以完成如图8所示的处理单元820的功能，所述第一天线组910可以完成如图8所示的第一天线组810的功能。
[0171]
装置1000还可以包括至少一个存储器930，用于存储程序指令和/或数据。存储器930和处理器920耦合。本技术实施例中的耦合是装置、单元或模块之间的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式，用于装置、单元或模块之间的信息交互。处理器920可能和存储器930协同操作。处理器920可能执行存储器930中存储的程序指令。所述至少一个存储器中的至少一个可以包括于处理器中。
[0172]
装置1000还可以包括第二天线组1050，用于执行本技术实施例提供的方法中第二天线组的功能。在本技术实施例中，第一天线组可以是收发器、电路、总线、模块或其它类型的通信接口，用于通过传输介质和其它设备进行通信。例如，第二天线组1050用于装置1000中的装置可以和其他设备进行通信。第二天线组1050可以完成如图8所示的第二天线组840的功能。
[0173]
本技术实施例中不限定上述第一天线组910、处理器920以及存储器930之间的具体连接介质。本技术实施例在图9中以存储器930、处理器920以及第一天线组910之间通过总线940连接，总线在图9中以粗线表示，其它部件之间的连接方式，仅是进行示意性说明，并不引以为限。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图9中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
[0174]
作为本实施例的另一种形式，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，该指令被执行时执行上述方法实施例的方法。
[0175]
作为本实施例的另一种形式，提供一种包含指令的计算机程序产品，该指令被电子装置(例如，计算机，处理器，或者安装有处理器的装置等)执行时，使得所述电子装置执行上述方法实施例的方法。
[0176]
应理解，本发明实施例中提及的处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
[0177]
还应理解，本发明实施例中提及的存储器可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(read-only memory，rom)、可编程只读存储器(programmable rom，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable prom，eprom)、电可擦除可编程只读存储器(electrically eprom，eeprom)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(random access memory，ram)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的ram可用，例如静态随机存取存储器(static ram，sram)、动态随机存取存储器(dynamic ram，dram)、同步动态随机存取存储器(synchronous dram，sdram)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(double data rate sdram，ddr sdram)、增强型同步动态随机存取存储器(enhanced sdram，esdram)、同步连接动态随机存取存储器(synchlink dram，sldram)和直接内存总线随机存取存储器(direct rambus ram，dr ram)。
[0178]
需要说明的是，当处理器为通用处理器、dsp、asic、fpga或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件时，存储器(存储模块)集成在处理器中。
[0179]
应注意，本文描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
[0180]
应理解，在本技术的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
[0181]
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本技术的范围。
[0182]
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
[0183]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0184]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0185]
另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
[0186]
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0187]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种天线校准方法，其特征在于，包括：第一天线组中第i个天线向第二天线组发送第一导频序列；所述第一天线组接收来自所述第二天线组的第二导频序列；所述第一天线组和所述第二天线组中其中一组的模数转换器adc精度高于另一组；根据接收到的第二导频序列对所述第i个天线进行校准。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二导频序列是所述第二天线组收到的第一导频序列。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据接收到的第二导频序列对所述第i个天线进行校准，包括：确定所述第二天线组接收所述第一导频序列的信道与所述第i个天线接收所述第二导频序列的信道的第一比值；根据所述第一比值，确定所述第i个天线的校准系数。4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据接收到的第二导频序列对所述第i个天线进行校准，包括：确定所述第i个天线的第一归一化系数，所述归一化系数为所述第i个天线接收所述第二导频序列与所述第二天线组接收所述第一导频序列的信道的比值；根据所述第一归一化系数，确认所述第i个天线是否失配；若失配则进行所述校准。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述归一化系数，确认所述第i个天线是否失配，包括：若所述第一归一化系数和之前计算得到的第二归一化系数之间的差值大于或等于预设阈值，则确认所述第i个天线失配。6.根据权利要求1～5任一所述的方法，其特征在于，所述第一天线组和所述第二天线组属于同一通信装置。7.一种通信装置，其特征在于，包括：第一天线组和处理单元；所述第一天线组中第i个天线，用于向第二天线组发送第一导频序列；所述第一天线组，还用于接收来自所述第二天线组的第二导频序列；所述第一天线组和所述第二天线组中其中一组的模数转换器adc精度高于另一组；所述处理单元，用于根据接收到的第二导频序列对所述第i个天线进行校准。8.根据权利要求7所述的通信装置，其特征在于，所述第二导频序列是所述第二天线组收到的第一导频序列。9.根据权利要求7或8所述的通信装置，其特征在于，所述处理单元根据接收到的第二导频序列对所述第i个天线进行校准时，具体用于：确定所述第二天线组接收所述第一导频序列的信道与所述第i个天线接收所述第二导频序列的信道的第一比值；根据所述第一比值，确定所述第i个天线的校准系数。10.根据权利要求7或8所述的通信装置，其特征在于，所述处理单元根据接收到的第二导频序列对所述第i个天线进行校准时，具体用于：确定所述第i个天线的第一归一化系数，所述归一化系数为所述第i个天线接收所述第
二导频序列与所述第二天线组接收所述第一导频序列的信道的比值；根据所述第一归一化系数，确认所述第i个天线是否失配；若失配则进行所述校准。11.根据权利要求10所述的通信装置，其特征在于，所述处理单元根据所述第一归一化系数，确认所述第i个天线是否失配时，具体用于：若所述第一归一化系数和之前计算得到的第二归一化系数之间的差值大于或等于预设阈值，则确认所述第i个天线失配。12.根据权利要求7～11任一所述的通信装置，其特征在于，所述通信装置还包括所述第二天线组。13.一种通信装置，其特征在于，包括：至少一个处理器，所述处理器和存储器耦合；所述存储器用于存储计算机程序或指令；所述处理器用于执行所述计算机程序或指令，以实现权利要求1-6任一项所述的方法。14.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序或指令，当所述指令在计算机上运行时，实现权利要求1-6任一项所述的方法。15.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机执行指令，当所述计算机执行指令在计算机上运行时，使得所述计算机执行如权利要求1-6任一项所述的方法。

技术总结

本申请提供一种天线校准方法和装置，涉及无线通信技术领域，以期对低精度ADC天线的互易性进行校准与判断。该方法中，第一天线组中第i个天线向第二天线组发送第一导频序列。第一天线组可以接收来自第二天线组的第二导频序列。其中，第一天线组和第二天线组中其中一组的ADC精度高于另一组。根据接收到的第二导频序列对第i个天线进行校准。基于上述方案，可以对低精度ADC天线和混合精度ADC天线进行校准，可以是适应于不同规模的，提高天线校准方案的普适性和灵活性，可以提升通信系统传输性能和系统接入容量。输性能和系统接入容量。输性能和系统接入容量。