CN102404033A - 一种ofdm***中的天线阵列校准方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种OFDM***中的天线阵列校准方法和装置，本发明包括对天线预校准和周期校准。预校准主要用于获得天线单元相对校准天线单元在发射方向和接收方向的补偿系数；周期性校准是按照预先设定的周期，准实时地对各天线单元进行发射校准和接收校准。本发明能对LTE***的接收通道和发射通道相位的一致性进行实时高精度的校准，通过BBU和RRU对时延和相位的共同补偿，能保证天线阵列空口发送信号和BBU接收信号相位高度一致，尤其适用于TDD-LTE等对天线一致性需要较高的通信***。

Description

一种OFDM***中的天线阵列校准方法和装置

技术领域

本发明涉及无线通信技术，特别是涉及一种OFDM***中的天线阵列校准方法和装置。

背景技术

在LTE***(Long Term Evolution简称LTE)中，为了增大小区覆盖范围，减少小区内和小区间的用户间的干扰和增大小区边沿用户的吞吐量，在基站(eNodeB)侧引入了阵列天线波束赋形技术。阵列天线波束赋形是指由多个天线单元按照一定几何形状组成天线阵列，通过调节各阵列信号的加权幅度和相位来改变阵列的天线方向图，使期望用户接收的信号功率最大，同时使窄波束照射范围以外的非期望用户受到的干扰最小。阵列天线波束赋形技术应用的前提是阵列天线间的延迟和初相具有一致性。

由于不同天线阵列上发送的信号往往经过不同的中频处理单元和射频发射通道，会造成不同通道发射的信号具有不同的幅度和相位差。另外，天线、馈线和由模拟器件组成的射频通道随着器件老化、温度和湿度等环境的变化，各通道往往具有不同幅度和相位变化特性。为了保证赋形波束方向的准确性和可靠性，需要对各天线阵列通道进行校准，保证天线阵列间的幅度和相位保持高度的一致性。此外，LTE中采用了OFDM(正交频分复用)和MIMO(多输入多输出)等关键技术，如果物理天线数多于逻辑天线端口数，在实现逻辑天线端口到物理天线端口的映射时，需要对由同一逻辑端口映射的不同的物理天线进行幅度和相位的一致性校准。

一类在时域对天线阵列进行实时校准的方法的发明专利申请中(如申请号200810068090.2，200810148076.3等)，公开了多种使用校准序列对阵列天线进行实时校准的方法，该校准序列由具有良好循环自相关特性的基本序列通过循环移位生成。校准链路发射一个固定电平的校准序列，接收链路通过对接收信号进行时域的信道估计得到待校准的天线阵列的校准系数，将之补偿予天线阵列达到校准的目的。此类方法现已很好的运用于单载频和载波聚合的TD-SCDMA***。

另外一类在频域对阵列天线进行实时校准的方法的发明专利中(如申请号200910134214.7，CN101854323.A，CN10106492.B等)，公开了在OFDM***中对子载波频点进行分组，根据分组确定发射天线的频域校准导频信号，发射端根据频域导频信号获得时域完整校准导频信号并利用时域完整校准导频信号构造时域发射信号发送给接收端，接收端根据所有子载波的频域响应确定发射端补偿系数。还有一类对阵列天线进行校准的方法的发明专利中(如申请号200810044412.x)，公开了方法一的演进，利用频分或码分的思想，在接收端联合估计各个发射天线的频域响应，然后补偿各个发射天线频域响应的差异，从而实现各个发射天线电通道的预校准。这两类方法期待的应用场景是正交频分复用的多载波***。

TD-SCDMA是一种单载波***，天线校准误差不超过正负1/8个码片就能满足天线赋形波束方向小于5度得要求。20MHz的LTE***拥有1200个子载波，每个子载波间隔15KHz，任何微小的时延在不同子载波上呈现很大的相位差，如果按通常要求子载波上阵列天线赋形波束方向误差小于5度，天线阵列的校准误差将小于1/32采样间隔Ts，显然上述方法估计时延的精度无法满足LTE***的需求，这将会严重影响LTE***波束赋形方向的准确性和有效性。此外LTE***中MIMO的应用也对同一逻辑端口映射的多个物理天线阵列的时延和相位一致性提出了较高要求。

发明内容

本发明的目的在于避免以上现有技术的不足提供一种OFDM***中的天线阵列校准方法和装置，以解决LTE***中存在的阵列天线校准的精度和校准方法的复杂度问题。

本发明的工作原理是将天线阵列的校准分为两个步骤：预校准和周期性校准，也称为初始化校准和实时校准。预校准主要用于获得天线单元相对校准天线单元在发射方向和接收方向的补偿系数；周期性校准是按照预先设定的周期，准实时地对各天线单元进行发射校准和接收校准。其中，预校准包括多阵列天线时延的粗校准和精校准。周期性校准只有预校准完成后才能进行。具体是这样实现的：在基站预热完成后，对阵列天线进行预校准；预校准完成后，通过操作维护中心(OMC)以设定的周期在不中断业务的情况下触发周期性的天线校准。预校准包括发射通道的天线校准和接收通道的天线校准。为了在周期性校准中不中断业务，所有校准都在TDD-LTE的GP(GuardPeriod)时隙进行。

天线阵列的校准涉及无线通信***中的射频单元RRU(Remote RF Unit)和基带控制单元(Base Band Unit)，它们既可以通过光纤或电缆等传输手段连接支持射频拉远，也可以直接连接。校准前，BBU构造一个一定长度的具有良好互相关特性的序列x_u(n)，例如ZC序列，其长度不超过待校准的OFDM***的子载波数，例如在20MHz的LTE***中为1024。按一定的准则映射到***的子载波上，做FFT转换到时域，***一定长度的前后CP，用于天线校准的基带信号经过收或发通道的延迟后不超过GP保护间隔。

本发明的具体技术方案如下：

一种OFDM***中天线校准的方法，该方法包括如下步骤：

步骤1：BBU构造时频域的校准序列信号；

步骤2：RRU和BBU预热且阵列天线收到来自操作控制台OMC或***缺省配置文件的预校准命令请求后，RRU根据是发射校准还是接收校准将RRU的状态切换到相应的收或发校准状态；BBU接收校准信号，抽取出有效子载波，利用本地序列与接收序列频域相关获得相应天线单元的采样间隔Ts级的粗延迟，将天线收或发通道相对最大收或发通道的天线时延差告知RRU，RRU分别补偿各通道的相对时延；

步骤3：RRU将各天线接收信号时刻调整到收或发通道的最大时延处。BBU将校准信号经FFT转换到频域，抽取有效子载波后，经DFT转换到时域，在时域降噪后转换到频域，计算各天线收或发方向的有效子载波k的相移θ_k，基于最小均方误差的准则对θ_k进行线性拟合，按下式估算出各阵列天线小数倍Ts的时延Δt和初相θ_ini。

${\mathrm{\Δ\θ}}_k=\frac{L\·\underset{k\∈K}{\mathrm{\Σ}}(k\·{\mathrm{\θ}}_k)-\underset{k\∈K}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\θ}}_k\·\underset{k\∈K}{\mathrm{\Σ}}k}{L\·\underset{k\∈K}{\mathrm{\Σ}}{k}^2-{\left(\underset{k\∈K}{\mathrm{\Σ}}k\right)}^2}$

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{ini}}=\frac{\underset{k\∈K}{\mathrm{\Σ}}(k\·{\mathrm{\θ}}_k)\·\underset{k\∈K}{\mathrm{\Σ}}k-\underset{k\∈K}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\θ}}_k\·\underset{k\∈K}{\mathrm{\Σ}}{k}^2}{{\left(\underset{k\∈K}{\mathrm{\Σ}}k\right)}^2-L\·\underset{k\∈K}{\mathrm{\Σ}}{k}^2}$

其中L是纳入线性拟合的子载波数，K是子载波集。

收通道和发通道分别计算小数倍Ts的时延Δt和初相θ_ini，对收通道和发通道进行分别校准。

步骤4：初相θ_ini和低于RRU中频采样间隔的时延在BBU的频域补偿，RRU中频采样间隔的时延在RRU中频补偿；

步骤5：***完成相位校准后，基于子带进行幅度校准。将***带宽分成若干子带，每个子带映射不同天线的校准信号并预留部分子载波。基于预留子载波作噪声估计，将接收的校准信号时域降噪处理后，在频域上做信道估计，将不同子带的幅度补偿到天线最大发射功率对应的子带幅度上。收通道和发通道分别做幅度校准；

步骤6：当指定天线收到周期性校准命令后，先判断是否进行过预校准，若没有，首先预警，然后按步骤2～5执行预校准，再进行周期性校准，该周期性校准中对小数倍Ts的时延和初相的校准和预校准中对小数倍Ts的时延和初相的校准方法一样。

所述步骤1中的校准序列信号为具有良好互相关特性的一定长度序列x_u(n)，该长度不超过待校准的OFDM***的有效子载波数。

所述步骤1中的天线校准信号在GP空闲时隙发送或接收。

所述步骤3中，收发通道分别校准。校准收通道时，校准天线发校准信号，阵列天线同时收校准信号；校准发通道时，天线阵列同时或依次发校准信号，校准天线收校准信号。

所述步骤4中，天线阵列时延和相位差在RRU和BBU同时补偿，RRU补偿中频采样间隔的时延差，BBU补偿低于中频采样间隔的残余时延差和初相。

步骤6中，周期性校准中取全部或者部分子载波的频响的相移θ_k进行时延估计Δt，在发通道的校准上，可以将发送校准序列在阵列天线间交错，联合校准所有通道，也可依次分别对单天线分别进行校准。

一种天线校准装置，该装置包括：BBU的校准信号生成模块，RRU的校准链路收发切换和控制模块，BBU的校准时延和相位计算模块，RRU的定时补偿模块，BBU的幅度和相位补偿模块。

BBU的校准信号生成模块，用于校准信号的产生和构造；

RRU的校准链路收发切换和控制模块，用于RRU收到收或发校准命令后，将校准天线的发送信号耦合到上行接收通道，或者将阵列天线的发送信号通过发射通道耦合到校准天线上；

BBU的校准时延和相位计算模块，用于收发通道整数倍Ts粗延时和小数倍Ts精延迟以及天线阵列初相的计算；

RRU定时补偿模块，用于RRU补偿中频采样间隔的延迟；

BBU幅度和相位补偿模块，用于BBU补偿低于中频采样间隔的残余延迟和初相。

本发明的优点在于：

1.本发明能对LTE***的接收通道和发射通道相位的一致性进行实时高精度的校准，通过BBU和RRU对时延和相位的共同补偿，能保证天线阵列空口发送信号和BBU接收信号相位高度一致。尤其适用于TDD-LTE等对天线一致性需要较高的通信***。

2.本发明这种校准方法不仅应于RRU和BBU直连的***，也可以应用于BBU和RRU间光纤或电缆拉远的***；

3.本发明这种校准方法不仅应用于波束赋形特性，也应用于多输入多输出MIMO***进行阵列天线校准；

4.本发明这种校准方法不仅应用于单载波的OFDM***，也适用于载波聚合的OFDM***。

附图说明

图1为本发明阵列天线的校准方法的流程示意图；

图2为本发明天线校准信号的帧结构的示意图；

图3为本发明实施例一中下行通道幅度校准时校准信号在子带的映射图；

图4为本发明实施例一中阵列天线校准通道控制示意图。

具体实施方式

为了更清晰地阐明本发明的目的、技术方案及优点，以下参照附图并举实施例，对本发明作进一步的详细说明。

本发明的主要思想是利用ZC序列或其它具有优良自相关特性的序列，在频域利用已知本地序列和接收序列进行相关估计出阵列天线的粗延时，将接收的校准信号在时域降噪后做FFT转换到频域，计算发射或接收通道的各子载波的相移，最后利用最小均方误差准则线性拟合出该阵列天线的精延迟和初相。其中所用到的FFT/IFFT计算都可以复用基带数字信号处理器的DFT协处理单元，使计算简便高效。

实施例一

图1为本发明阵列天线的校准方法和装置在TDD-LTE***中应用的流程示意图。校准前，构造一个长度为1024的ZC序列，

0≤n≤1023，u是ZC序列索引。校准序列还可以使用m序列或其它具有良好自相关性特性的序列。将x_u(n)映射到***子载波x(k)，

依图2所示产生时域的校准信号，前后CP取足以覆盖可能的最大延迟值，例如256。还可以根据***设计，粗步估算出接收信号相对发射信号的延时，依此调整接收信号的接收时刻。为了更好的解释本发明，我们选取常用的LTE配置，20M带宽，八天线阵列，30.72M的基带信号采样率为例。

下面从发射通道预校准，接收通道预校准和发射、接收通道的周期性校准四个方面分别详述校准过程。

A、预校准中发射通道的校准

步骤101：基站获得发通道预校准命令后，RRU的各控制单元切换到

发校准状态，BBU在GP时隙通过各阵列天线依次发送校准信号；

步骤102：基站通过校准天线依次接收阵列天线发送的校准信号后，按下列方法计算各天线校准信号的延迟

a为天线序列号，一般a＝1，…，8。

在GP里取接收信号做2048点IFFT得到y(k)并抽取有效的子载波y_n(k)，k＝1，…，1024，点乘频域的ZC序列 $z_u\left(k\right)=\mathrm{ifft}\left(y_u\left(k\right)\right)\·\mathrm{ifft}\left(x_u^{*}\left(k\right)\right);$ k＝1，...，1024

将z_u(k)转换到时域z_u(n)＝IDFT{z_u(k)}，n＝1，...，1024

搜索时域上|z_u(n)|最大的峰值对应的n，记录所有天线的延时nT_s并找出最大的天线延迟，将天线阵列单元相对于天线阵列的最大延迟的差值反馈给RRU，RRU将即时调整对应天线的发射延迟，使所有的天线单元的延迟向最大延迟的天线看齐。

步骤103：校准天线根据天线发射通道的最大延迟调整校准天线信号的接收点，这样各阵列天线的接收点误差就在一个采样间隔Ts了。

步骤104：基站调整完校准天线信号的接收点后，将同一天线的时域接收信号转换到频域，抽取有效子载波转换至时域做降噪处理后再转换至频域计算有效子载波的相位，再基于子载波相位进行最小均方误差线性拟合，估算各天线发射通道的小数倍Ts的延迟和初相。

假设频域传输的信号为s＝[s₀，s₁，...，s_m/2-1，0，...0，s_N-m/2+1，s_N]，其中N是子载波数2048，M是有效子载波数1200，L是CP长度，Ts是采样间隔。

假设时域上接收信号表示为：

x＝[x_N-L，...，x_N-1，...，x_N-1，x₀，x₁，......，x_N-1，x₀，...，x_L-1]+n，n为白噪声，d为时延；

则在频域的接收信号的有效子载波为：

$r_k=\underset{n=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{x}_n\exp (-j\×\frac{2\mathrm{\π}}{N}\×n\×k),k\∈[0,M/2-1]\∪[N-M/2+1,N]$

假定频域上子载波的信道响应为H_k，时延Δt，则H_k可以表示为

$H_k=r_k/s_k-n_k/s_k=\left|H_k\right|\·e^{j{\mathrm{\θ}}_k}$

其中子载波的相位为n_k为白噪，为初相。

每个子载波估计的相位差为

${\mathrm{\&theta;}}_k=\left\{\begin{array}{cc}\mathrm{\&phi;}\left(r_k^{\&prime;}{s}_k^{*}\right)& 0\&le;k<M\\ \mathrm{\&phi;}\left(r_k^{\&prime;}{s}_{M-k}^{*}\right)& N-M/2+1\&le;k<N\end{array}\right.$

通过最小均方误差线性拟合准则估计的延迟和初相表示为

${\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_k=\frac{L\&CenterDot;\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}(k\&CenterDot;{\mathrm{\&theta;}}_k)-\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&theta;}}_k\&CenterDot;\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}k}{L\&CenterDot;\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}{k}^2-{\left(\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}k\right)}^2}$

${\mathrm{\&theta;}}_{\mathrm{ini}}=\frac{\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}(k\&CenterDot;{\mathrm{\&theta;}}_k)\&CenterDot;\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}k-\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&theta;}}_k\&CenterDot;\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}{k}^2}{{\left(\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}k\right)}^2-L\&CenterDot;\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}{k}^2}$

其中L是纳入线性拟合的子载波数，K是子载波序号集。

步骤105：将调整延迟传送给RRU，通过调节RRU中频处理单元的缓冲器来调整整数倍的Ts时延和最大可能的小数倍的时延，例如，中频采样率是基带信号采样率的六倍，则高于1/6Ts在中频补偿，低于1/6Ts的延迟δ_t在基带乘以相位因子

来补偿，其中k为子载波序号，δ₁为残余延迟。

步骤106：假设天线a频域接收的校准信号为r_a(k)，每个子带12个子载波，8天线的校准信号分别映射到每个子带的前8个子载波，后4个子载波预留做噪声估计。基于最小均方误差的信道估计为

$H_a\left(k\right)=\frac{r_a\left(k\right)}{x_u^{\&prime;}\left(k\right)},k=a,a+12,a+24,...,a+12*99;a=\mathrm{1,2},...8$

天线a的噪声功率为 $P_{\mathrm{noise},a}=\mathrm{mean}(\underset{k=\mathrm{nullsubcarriers}}{\mathrm{\&Sigma;}}{H}_a\left(k\right)*H_a{\left(k\right)}^H);$

天线a的信号功率为 $P_{\mathrm{average},a}=\mathrm{mean}(\underset{k=\mathrm{validsubcarriers}}{\mathrm{\&Sigma;}}{H}_a\left(k\right)*H_a{\left(k\right)}^H);$ 将频域信道估计H_a(k)转换到时域h_a(n)做降噪处理，

h_a(n)＝IDFT(H_a(k))

h′_a(n)＝h_a(n)，当h_a(n)≥T_threshold*P_noise时；h′_a(n)＝0，当h_a(n)＜T_threshold*P_noise时；

基于降噪后的时域信道估计h′_a(n)计算幅度补偿因子A′_comp，a，

$A_{\mathrm{comp},a}^{\&prime;}=h_a^{\&prime;}\left(n\right)/\sqrt{P_{\mathrm{average},a}}.$

将A′_comp，a补零做FFT变换转换到频域获得全带宽的幅度补偿系数

A_comp，a(k)＝DFT([A′_comp，a，zeros(1，1200-sizeof(A′_comp，a))])，k＝1，2，...，1200。

BBU将用A_comp，a在频域去校准天线a的幅度。

至此，完成了发射通道的预校准。

步骤101中构造发通道的校准信号的方法，也可以是，N个通道同时发送彼此正交的ZC序列，校准天线对N个通道发送的信号一并联合处理，在一帧里测算出所有通道的粗延迟。步骤101中构造发通道的校准信号的方法还可以是，N个通道发送同一根序列经不同时移产生的ZC序列，校准天线对来自N个通道的接收信道做相关处理，在一帧里同时测算出各发射通道的粗延迟。步骤101中构造发通道的校准信号的方法也可以是，将序列按天线数分成N等份，频分复用在N个发射通道同时发送，校准天线接收N个通道的发送信号后，在频域抽取出不同通道的发射信号进行时延和初相的估计。假定对八天线阵列，20MHz的LTE***进行天线校准，如图3所示，对发通道校准时，第n个发通道的频域校准信号映射在天线校准信号频域的第n+12*m个子载波上，m＝1，2，...，100为第n个发通道天线的子载波序号，n取1～8，每12个子载波中的其余4个子载波预留，不映射任何通道的校准信号。

B、预校准中接收通道的校准

步骤201：基站获得收通道预校准准命令后，RRU的各控制单元切换到收校准状态，基站在GP时隙通过校准天线发送校准信号；

步骤202：基站各阵列天线接收校准天线信号。同发送通道粗校准的方式进行收通道粗延时的估计，将各接收通道的粗延时相对收通道最大延迟的差值上报RRU，RRU根据各收通道延迟差调整RRU上收方向的中频处理单元，使各收通道收方向的延迟向最大收通道的延迟看齐。

步骤203：校准天线根据天线发射通道的最大延迟调整校准天线信号的接收点，这样各阵列天线的接收时延误差就在正负一个采样间隔Ts了。

步骤204：基站调整完阵列天线信号的接收点后，经过同在发校准上精延迟估计同样的方法，估计单天线收通道的小数倍Ts的延迟和初相。

步骤205：将调整延迟传送给RRU，通过调节RRU收方向中频处理单元的时序来调整整数倍的Ts时延和最大可能的小数倍的时延，例如，中频采样率是基带信号采样率的六倍，则高于1/6Ts在中频补偿，低于1/6Ts的延迟δ_t在基带乘以相位因子

来补偿，其中k为子载波序号，δ_t为残余延迟。

步骤206：收通道的天线幅度校准类似发通道校准。

至此，完成了接收通道的预校准。

C、周期性校准中发射通道的校准

在完成阵列天线预校准后，根据操作维护管理中心(OMC)的配置进行周期性的阵列天线的校准。只有初始化校准成功的天线单元，任何时候都可以对其进行周期性校准，这样保证了周期性校准可以对所有可用天线单元进行。

步骤301：BBU获得指定天线的发射通道周期校准命令后，RRU将该天线的控制单元切换到发射校准状态，BBU在GP时隙通过各阵列天线发送校准信号；

步骤302：BBU通过校准天线接收阵列天线发送的校准信号，按天线预校准中的精小数倍Ts延迟估计的方法进行天线延迟和初相的估计，并在RRU和基带处理单元中补偿。

至此完成周期性校准中指定天线的发射通道的校准。

D、周期性校准中接收通道的校准

步骤401：BBU获得指定天线的接收通道周期校准命令后，RRU将该天线的控制单元切换到收校准状态，BBU在GP时隙通过校准天线发送校准信号；

步骤402：BBU各阵列天线接收校准信号后，按天线预校准中的精小数倍Ts延迟估计的方法进行天线延迟和初相的估计，并在RRU和基带处理单元中分别补偿。

至此，完成周期性校准中指定天线的接收通道的校准，也结束本实施例阵列天线的校准。

本发明还包括一种天线校准装置，如图4所示为本发明实施例一中校准装置在阵列天线校准通道控制示意图。该校准装置包括BBU的校准信号生成模块，用于校准信号的产生和构造；RRU的校准链路收发切换和控制模块，用于RRU收到收或发校准命令后，将校准天线的发送信号耦合到上行接收通道，或者将阵列天线的发送信号通过发射通道耦合到校准天线上；BBU的校准时延和相位计算模块，用于收发通道整数倍Ts粗延时和小数倍Ts精延迟以及天线阵列初相的计算；RRU定时补偿模块，用于RRU补偿中频采样间隔的延迟；BBU幅度和相位补偿模块，用于BBU补偿低于中频采样间隔的残余延迟和初相。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种OFDM***中天线校准的方法，其特征在于：该方法如下：

预校准：

步骤1：BBU构造时频域的校准序列信号；

步骤2：RRU和BBU预热且阵列天线收到来自操作控制台OMC或***缺省配置文件的预校准命令请求后，RRU根据是发射校准还是接收校准将RRU的状态切换到相应的收或发校准状态；BBU接收来自GP时隙的天线校准信号，抽取出有效子载波，利用本地序列与接收序列频域相关获得相应天线单元的采样间隔Ts级的粗延迟，将天线收通道或发通道相对最大收通道或发通道的天线时延差告知RRU，RRU分别补偿各通道的相对时延；

步骤3：RRU将各天线接收信号时刻调整到收或发通道的最大时延处，BBU将校准信号经FFT转换到频域，抽取有效子载波后，经DFT转换到时域，在时域降噪后转换到频域，计算各天线收或发方向的有效子载波k的相移θ_k，基于最小均方误差的准则对θ_k进行线性拟合，按下式估算出各阵列天线收或发方向小数倍Ts的时延Δt和初相θ_ini，其中

${\mathrm{\&Delta;\&theta;}}_k=\frac{L\&CenterDot;\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}(k\&CenterDot;{\mathrm{\&theta;}}_k)-\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&theta;}}_k\&CenterDot;\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}k}{L\&CenterDot;\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}{k}^2-{\left(\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}k\right)}^2}$

${\mathrm{\&theta;}}_{\mathrm{ini}}=\frac{\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}(k\&CenterDot;{\mathrm{\&theta;}}_k)\&CenterDot;\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}k-\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}{\mathrm{\&theta;}}_k\&CenterDot;\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}{k}^2}{{\left(\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}k\right)}^2-L\&CenterDot;\underset{k\&Element;K}{\mathrm{\&Sigma;}}{k}^2}$

L是纳入线性拟合的子载波数，K是子载波集；收通道和发通道分别计算小数倍Ts的时延Δt和初相θ_ini，对收通道和发通道进行分别校准；

步骤4：初相θ_ini和低于RRU中频采样间隔的时延在BBU的频域补偿，RRU中频采样间隔的时延在RRU中频补偿；

步骤5：***完成相位校准后，基于子带进行幅度校准；将***带宽分成若干子带，每个子带映射不同天线的校准信号并预留部分子载波；基于预留子载波作噪声估计，将接收的校准信号时域降噪处理后，在频域上做信道估计，将不同子带的幅度补偿到天线最大发射功率对应的子带幅度上；收通道和发通道分别做幅度校准；

周期性校准：

步骤6：当指定天线收到周期性校准命令后，先判断是否进行过预校准，若没有，首先预警，然后按步骤2～5执行预校准，再进行周期性校准，该周期性校准中对小数倍Ts的时延和初相的校准和预校准中对小数倍Ts的时延和初相的校准方法一样。

2.根据权利要求1所述的一种OFDM***中天线校准的方法，其特征在于，所述步骤1中的校准序列信号为具有良好互相关特性的一定长度序列x_u(n)，该长度不超过待校准的OFDM***的有效子载波数。

3.根据权利要求1所述的一种OFDM***中天线校准的方法，其特征在于，步骤1中的天线校准信号在GP空闲时隙发送或接收。

4.根据权利要求1所述的一种OFDM***中天线校准的方法，其特征在于，步骤3中，收发通道分别校准，校准收通道时，校准天线发校准信号，阵列天线同时收校准信号；校准发通道时，天线阵列同时或依次发校准信号，校准天线收校准信号。

5.根据权利要求1所述的一种OFDM***中天线校准的方法，其特征在于，步骤4中，天线阵列时延和相位差在RRU和BBU同时补偿，RRU补偿中频采样间隔的时延差，BBU补偿低于中频采样间隔的残余时延差和初相。

6.根据权利要求1所述的一种OFDM***中天线校准的方法，其特征在于，步骤6中，周期性校准中取全部或者部分子载波的频响的相移θ_k进行时延估计Δt，在发通道的校准上，可以将发送校准序列在阵列天线间交错，联合校准所有通道，也可依次分别对单天线分别进行校准。

7.根据权利要求1所述的一种OFDM***中天线校准的方法，其特征在于，该校准方法中信号的时频域转换、计算相关、时域降噪采用了FFT运算。

8.一种天线校准装置，其特征在于，该装置包括：

BBU的校准信号生成模块，用于校准信号的产生和构造；

RRU的校准链路收发切换和控制模块，用于RRU收到收或发校准命令后，将校准天线的发送信号耦合到上行接收通道，或者将阵列天线的发送信号通过发射通道耦合到校准天线上；

BBU的校准时延和相位计算模块，用于收发通道整数倍Ts粗延时和小数倍Ts精延迟以及天线阵列初相的计算；

RRU定时补偿模块，用于RRU补偿中频采样间隔的延迟；

BBU幅度和相位补偿模块，用于BBU补偿低于中频采样间隔的残余延迟和初相。

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