CN102428646B - 数字混合放大器的校准和补偿方法 - Google Patents

Abstract

混合矩阵放大器和方法被提供。一种校准无线收发器的混合矩阵放大器(10)的方法中，在多个具有数字部分与模拟部分的信号路径(PATH1，PATH2)之间进行切换控制，以使得所述多个信号路径中每一个的所述模拟部分仅在校准过程的对应缓冲捕获时间间隔内处于激活状态。所述信号路径承载经由天线阵列发射的信号(S1，S2)。生成所述多个信号路径中每一个的信道估计，其中，每一个信号路径的信道估计是基于仅在所述对应缓冲捕获时间间隔内所收集到的采样数据而生成的。基于所生成的信道估计校准所述混合矩阵放大器。

Description

数字混合放大器的校准和补偿方法

技术领域

本发明涉及混合矩阵放大器的实施例和用于校准所述混合矩阵放大器的方法。

背景技术

通常，位于基站和移动站的无线发射器包括混合(或巴特勒)矩阵放大器。为满足输出端口间的隔离要求，混合矩阵放大器支持信号路径共享相同的放大器资源。混合矩阵放大器为公知技术。

在操作之前，或在操作过程中，必须校准混合矩阵放大器，以保持输出端口的隔离。通常地，混合矩阵放大器通过周期性地发射训练信号来被校准。但是，训练信号的发射是不可取的，因为训练信号不符合监管的(例如，联邦通信委员会(FCC)、欧洲电信标准化机构(ETSI)、第三代合作伙伴项目(3GPP)等)发射标识。

进一步地，在训练信号的发射过程中，正常的流量信号被中断，这可能会导致服务中断。

训练信号的发射还增加了整个***在邻近无线覆盖区域的干扰水平，这可能导致额外的服务中断。为了产生该训练信号，还需要额外的硬件和固件。

发明内容

根据本发明的至少一个实施例，多个输入信号中的每一个是门控的或切换控制的，以使得在任一时刻，只有一条信号路径处于激活状态，并且呈现于模拟混合矩阵单元的所有输出端口。单个反馈接收器(observation receiver)分别对每个端口的输出进行采样。并且，对于每个端口，接收缓冲捕获单元捕获时域信号，所述时域信号包括多个门控信号或采样。随后，基于所述采样计算信道估计或反向信道估计(inversechannel estimate)。所述信道估计或反向信道估计被用于计算所需要的数字滤波器和/或数字均衡器，以形成模拟混合矩阵放大器的反向响应(inverse response)。

根据本发明的实施例的方法，估计在多端口模拟混合矩阵放大器中的增益和相位失衡。本发明的实施例还提供一种数字信号处理方案，在仅有一个反馈接收器的情况下满足输出端口间隔离要求的同时，使多个信号在多个输出上相分离。本发明的实施例不需要使用训练信号或为校准而中断正常的通信流量。

本发明的至少一个实施例，提供一种校准无线收发器的混合矩阵放大器的方法。在多个具有数字部分与模拟部分的信号路径之间进行切换控制，以使得所述多个信号路径中每一个的模拟部分仅在校准过程的对应缓冲捕获时间间隔内处于激活状态。所述信号路径承载经由天线阵列发射的信号，且，对应于每个信号路径的所述缓冲捕获时间间隔不重叠。生成所述多个信号路径中每一个的信道估计，并基于所生成的信道估计校准所述混合矩阵放大器。每一个信号路径的信道估计是基于仅在所述对应缓冲捕获时间间隔内所收集到的采样数据而生成的。

在本发明的另一个实施例中，多个具有数字部分和模拟部分的信号路径中的每一个被隔离，以使得所述多个信号路径中每一个的模拟部分仅在校准过程的对应缓冲捕获时间间隔内处于激活状态。所述信号路径承载经由天线阵列发射的信号，且，对应于每个信号路径的所述缓冲捕获时间间隔不重叠。所述多个信号路径中每一个的信道估计是基于仅在所述对应缓冲捕获时间间隔内所收集到的采样数据而生成的。所述混合矩阵放大器基于所生成的信道估计被校准。

附图说明

根据以下的详细描述和附图，本发明将被更完全地理解，其中，相似的附图标记代表相似的组件，所述附图标记仅用于说明本发明的目的，因此不应认为是对本发明的任何限制，在此：

图1示出根据本发明一个实施例的混合矩阵放大器；

图2示出根据本发明一个实施例的模拟混合矩阵单元；及

图3示出根据本发明一个实施例的用于校准混合矩阵放大器的方法。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

本发明的实施例，提供一种混合矩阵放大器阵列和用于在不需要发射训练信号的情况下对其进行校准的方法。因此，本发明的实施例不需要使用训练信号，或中断正常通信流量。

本发明的实施例被描述为由方框图表述的装置和由流程图表述的过程或方法。虽然流程图将本发明的操作过程描述为顺序执行的过程，但至少其中的部分操作可以并行执行，并发或同步。此外，本发明中操作的执行顺序可以重新安排。本发明的过程可在其操作执行完毕时被终止，但也可包括未在所述流程图中示出的额外步骤。本发明的过程可以对应于方法、功能、规程、子例程、子程序等。

以下讨论的由流程图和方框图示出的方法和装置，可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、或其任意组合实现。当以软件、固件、中间件或微代码实现时，执行必要任务的程序代码或代码段可被存储于机器或诸如存储介质的计算机可读介质。处理器可以执行所述必要任务。

本文中，术语“存储介质”可以表示一个或多个用于存储数据的设备，包括只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，磁性RAM，内核存储器，磁盘存储介质，光存储介质，闪存设备和/或其他用于存储信息的机器可读介质。术语“计算机可读介质”可包括，但不限于，便携的或固定的存储设备，光存储设备，及各种其他能够存储和/或包含指令和/或数据的介质。

代码段可表示规程、功能、子程序、程序、例程、子例程、模块、软件包、类，或指令、数据结构或程序描述的任一组合。一个代码段可以通过传递和/或接收信息、数据、自变量、参数或存储内容，与另一个代码段或硬件电路相耦合。信息、自变量、参数、数据等，可以经由包括存储共享、信息传递、令牌传递、网络传输等任一合适方式，被传递、转发或发射。

图1示出混合矩阵放大器的一个实施例。图1所示的混合矩阵放大器10包括多个不同的模块或程序块，其中部分模块或程序块可以表示处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等内部的模块结构，从而使得该计算结构成为专用的结构化的计算机或处理器，而不是通用的计算机或处理器。在一个示例中，图1所示框图中的至少部分模块或程序块，可以构成无线网络中射频组件(例如，基站和/或移动站)的分离模块部分或硬件组件。

图1所示的混合矩阵放大器10是一个两端口的混合矩阵放大器。混合矩阵放大器10将数字输入流量信号S1和S2进行组合，并将组合后的信号输出至多个天线，以用于发射。信号S1和S2为通信***中的典型数字采样信号，所述通信***包括复数(实部与虚部，或I与Q)采样。

图1所示的混合矩阵放大器10能够执行常见混合矩阵放大器在正常操作过程中的全部功能。由于所述功能为公知的，本文将不做赘述。除了这些常见功能，混合矩阵放大器10还可以被配置为在不使用训练信号的情况下被校准。根据本发明实施例的校准方法将被参照图3更为详细地说明。

尽管本发明的实施例将根据图1所示的两端口混合矩阵放大器10进行说明，本发明的实施例也适用于具有超过两个输入和输出端口的多端口混合矩阵放大器。

参阅图1，混合矩阵放大器10包括一个数字相位组合器100。所述数字相位组合器100被配置为基于数字输入信号S1和S2产生数字矩阵组合信号TX1和TX2。

具体地，如图1所示，数字相位组合器100包括滤波器组合(filterbank)101。所述滤波器组合101包括多个复数(实部与虚部，或I与Q)滤波器101_h11、101_h21、101_h12和101_h22。所述滤波器101_h11、101_h21、101_h12和101_h22为构成模拟矩阵混合单元110相逆部分的数字有限脉冲响应(FIR)滤波器，所述模拟矩阵混合单元110将在后续内容具体说明。更具体地，复数滤波器101_h11、101_h21、101_h12和101_h22为多接头的、分接延迟线数字滤波器，它们在所关注的频带范围提供增益和相位补偿。每一个滤波器hbb使用滤波器补偿矩阵H中的一组复数补偿系数(向量)。以下，所述一组复数补偿系数hbb被称为补偿滤波器。在图1所示的混合矩阵放大器10中，滤波器补偿矩阵H可由下示矩阵确定。

$H=\left[\begin{array}{cc}{h}_{11}& h_{12}\\ h_{21}& h_{22}\end{array}\right]$

所述滤波器补偿矩阵H可以由一个矩阵补偿估计器120提供，所述矩阵补偿估计器120将在后续内容中详细说明。

滤波器组合101的接头数量、位宽等可被选择，以适应在信号路径PATH1和PATH2的模拟部分可能呈现的信号带宽、延迟变化、增益变化和相位变化。在此，信号路径PATH1和PATH2涉及在数字相位组合器100中的数字路径与矩阵组合信号所通过的信号路径PATH1和PATH2的模拟部分的组合，其中，该矩阵组合信号输出自数字相位组合器100。所述信号路径的模拟部分自射频处理电路108延伸通过模拟混合矩阵单元110。

仍参阅图1，滤波器101_h11与101_h21分别基于补偿滤波器h₁₁和h₂₁对数字输入信号S1进行滤波处理。滤波器101_h11将经滤波处理的数字信号S1h11输出至第一加法器102a。滤波器101_h21将经滤波处理的信号S1h21输出至第二加法器102b。

滤波器101_h12与101_h22基于各自的补偿滤波器h₁₂和h₂₂对数字输入信号S2进行滤波处理。滤波器101_h12将经滤波处理的数字信号S2h12输出至第一加法器102a。滤波器101_h22将经滤波处理的信号S2h22输出至第二加法器102b。

回至图1，第一加法器102a计算经滤波处理的数字信号S1h11和S2h12之和，以生成第一数字矩阵组合信号TX1。第一加法器102a将第一数字矩阵组合信号TX1，沿第一信号路径PATH1的数字部分输出至第一多路复用器104a。第一加法器102a还将第一数字矩阵组合信号TX1输出至第一缓冲捕获单元122a。所述第一缓冲捕获单元122a被配置为存储第一数字矩阵组合信号TX1的一组n个采样。所述第一缓冲捕获单元122a可以为任何可适用于本发明的缓冲存储器。

第二加法器102b计算经滤波处理的数字信号S1h21和S2h22之和，以生成第二数字矩阵组合信号TX2。第二加法器102b将第二数字矩阵组合信号TX2，沿第二信号路径PATH2的数字部分输出至第二多路复用器104b。第二加法器102b还将第二数字矩阵组合信号TX2输出至第二缓冲捕获单元122b。所述第二缓冲捕获单元122b被配置为存储第二数字矩阵组合信号TX2的一组n个采样。所述第二缓冲捕获单元122b可以为任何可适用于本发明的缓冲存储器。

第一多路复用器104a和第二多路复用器104b中的每一个，接收第一数字矩阵组合信号TX1和第二数字矩阵组合信号TX2中各自的一个，以及一个空值或0信号。在正常操作过程中，多路复用器104a和104b连续输出各自的数字矩阵组合信号TX1和TX2。然而，在校准过程中，端口选择单元106对第一多路复用器104a和第二多路复用器104b进行控制，以使得在一个给定的缓冲捕获时间间隔内，第一数字矩阵组合信号TX1或第二数字矩阵组合信号TX2中只有一个处于激活状态。所述端口选择单元106利用各自的选择信号SEL1和SEL2，控制第一多路复用器104a和第二多路复用器104b。如之前所述，后续将参照图3对该校准过程进行详细说明。

仍参阅图1，第一多路复用器104a和第二多路复用器104b分别将第一数字矩阵组合信号TX1和第二数字矩阵组合信号TX2输出至射频(RF)处理电路108。

所述射频处理电路108包括一个第一数模无线滤波单元108a和一个第二数模无线滤波单元108b。

所述第一数模无线滤波单元108a对第一数字矩阵组合信号TX1进行滤波处理，并将经滤波处理的第一数字矩阵组合信号TX1转换为一个模拟信号(在此简称为第一模拟信号)。所述第一数模无线滤波单元108a随后对所述第一模拟信号进行上变频处理，并将所得到的第一模拟信号输出至放大单元109。由于用于滤波、数模转换和上变频处理的方法和过程是公知的，本文对此不做赘述。

所述第二数模无线滤波单元108b以与第一数字矩阵组合信号TX1相同的方式，对第二数字矩阵组合信号TX2进行处理，以生成第二模拟信号。所述第二模拟信号同样被输出至放大单元109。

所述放大单元109包括多个放大器109a和109b。第一放大器109a对接收到的第一模拟信号进行放大处理，并将放大后的第一模拟信号输出至模拟混合矩阵单元110。相似地，第二放大器109b对接收到的第二模拟信号进行放大处理，并将其输出至模拟混合矩阵单元110。

所述模拟混合矩阵单元110组合第一模拟信号和第二模拟信号，以生成多个模拟矩阵组合输出信号，所述模拟矩阵组合输出信号经由与天线端口Ant Port 1和Ant Port 2相耦合的天线被发射。所述模拟混合矩阵单元110将在以下关于图2的描述中进行详细说明。

图2更详细地示出模拟混合矩阵单元110。

如图2所示，模拟混合矩阵单元110包括模拟路径传递函数 和以及组合器1110和1112。然而，所述模拟混合矩阵单元110还可以包括其他的传递函数和组合器，这取决于混合矩阵放大器阵列中端口数与路径的数量。

如图2所述，模拟路径传递函数和被用于处理来自第一放大器109a的第一模拟信号。应用传递函数获得的结果信号被输出至组合器1112，而传递函数所获得的结果信号被输出至组合器1110。

如图2所述，模拟路径传递函数和被应用于来自放大器109b的第二模拟信号。应用传递函数获得的结果信号被输出至组合器1112，而传递函数所获得的结果信号被输出至组合器1110。

所述组合器1112组合接收到的结果模拟信号，以生成第一模拟矩阵组合输出信号所述组合器1112将所述第一模拟矩阵组合输出信号输出至耦合器112a。

所述组合器1110组合接收到的结果模拟信号，以生成第二模拟矩阵组合输出信号所述组合器1110将所述第二模拟矩阵组合输出信号输出至耦合器112b。

仍参阅图1，耦合器112a和112b分别将第一模拟矩阵组合输出信号和第二模拟矩阵组合输出信号输出至天线端口Ant Port 1和AntPort 2，以及射频切换装置114。

在以下将详细说明的校准过程中，所述射频切换装置114基于来自端口选择单元106的选择信号SEL3，交替输出第一模拟矩阵组合输出信号和第二模拟矩阵组合输出信号中之一。

对自射频切换装置114输出的信号进行采样，这些采样被存储于采样单元115。

具体地，采样单元115中，反馈接收器116对接收自射频切换装置114的模拟矩阵组合输出信号(例如，或取决于当前被输出的模拟矩阵组合输出信号)，进行下变频处理和量化处理。所述反馈接收器116将量化后的信号输出至接收(RX)缓冲捕获单元118。所述接收缓冲捕获单元118存储所接收的经下变频和量化处理的信号的一组n个采样。每组中采样的个数n被选择为足够大，以提供信道估计，所述信道估计为信号路径PATH1和PATH2间提供足够的隔离。存储于第一缓冲捕获单元122a和第二缓冲捕获单元122b的采样的数量n，可与存储于接收缓冲捕获单元118的采样的数量n相同。

在本发明的一个实施例中，采样的数量n可以为8k，以92.16MHz为采样频率的16位IQ采样，这对应于接收缓冲捕获时间(缓冲捕获时间间隔长度)8192/92或约88.89微秒，以及约两倍于接收缓冲捕获时间的***校准时间(校准时间间隔长度)(约177.78微秒)。在接收缓冲捕获单元118所存储的n个采样中，前n/2个采样对应于第一模拟矩阵组合输出信号后n/2个采样对应于第二模拟矩阵组合输出信号

仍参阅图1，混合矩阵放大器10还包括矩阵补偿估计器120，所述矩阵补偿估计器120与接收缓冲捕获单元118，以及缓冲捕获单元122a和122b相耦合。所述矩阵补偿估计器120基于存储于缓冲捕获单元122a和122b以及接收缓冲捕获单元118的多组采样，生成信道估计。所述矩阵补偿估计器120可以为任何已知的信道估计单元(例如，最小均方法(LMS)、直接矩阵求逆(DMI)、递归最小二乘法(RLS)等)。在一个本发明的实施例中，矩阵补偿估计器120生成滤波器补偿矩阵H，所述滤波器补偿矩阵H包括用于滤波器组合101的补偿滤波器h₁₁、h₂₁、h₁₂和h₂₂。矩阵补偿估计器120在校准过程结束时将所述滤波器补偿矩阵H输出至滤波器组合101。

上述混合矩阵放大器10可以使用根据本发明实施例的方法进行校准。该校准过程可以在无需发射训练信号的情况下进行操作。

图3为根据本发明一个实施例的流程图，示出一种校准方法。图3所示的方法将基于图1所示的混合矩阵放大器10进行描述。但是，根据本发明实施例的方法还可以应用于其他混合矩阵放大器，例如，具有超过两个端口的混合矩阵放大器。

参阅图3，在步骤S300中，初始化滤波器补偿矩阵H，以使得补偿滤波器h₁₁和h₂₂提供单位增益和0相位，并使得补偿滤波器h₂₁和h₁₂为0。也即，例如，滤波器补偿矩阵H被初始化为如下所示：

$\tilde{H}\left(f\right)=\left[\begin{array}{cc}{H}_{11}\left(f\right)& H_{12}\left(f\right)\\ H_{21}\left(f\right)& H_{22}\left(f\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 1\end{array}\right]$

在上述等式中，为H的频率响应，表示滤波器h_bb的频率响应。

在初始化后，端口选择单元106开启信号路径PATH1和PATH2之间的切换控制，以使得在一个给定的缓冲捕获时间间隔中，只有一个信号路径处于激活状态。根据本发明的实施例，校准间隔是指执行一次重复校准过程的一个时段。如上所示，在本发明的一个实施例中，校准间隔等于***校准时间，该***校准时间约两倍于缓冲捕获时间，或约177.78微秒。校准间隔包括多个缓冲捕获时间间隔，所述多个缓冲捕获时间间隔之间相互不重叠。校准间隔中缓冲捕获时间间隔的数量，可以等于混合矩阵放大器中信号路径的数量。对于图1所示的混合矩阵放大器10，该校准间隔包括两个缓冲捕获时间间隔。

信号路径PATH1和PATH2之间的切换控制隔离输出信号路径，以使得混合矩阵放大器10能够确定模拟混合矩阵单元110对被隔离路径的影响。换言之，由于只有第一数字矩阵组合信号TX1处于激活状态(自数字相位组合器100被输出)，来自模拟混合矩阵单元110的模拟矩阵组合输出信号和不包括第二数字矩阵组合信号TX2中的信号成分，似乎第一数字矩阵组合信号TX1和第二数字矩阵组合信号TX2均输出自数字相位组合器100。相应地，来自模拟混合矩阵单元110的模拟矩阵组合输出信号与指示了模拟混合矩阵单元110对第一数字矩阵组合信号TX1或第一信号路径PATH1的影响。

如上所述，图3所示的校准过程在一个校准间隔内被执行。在该校准间隔内，每一个信号路径(例如，PATH1和PATH2)在给定的缓冲捕获时间间隔内处于激活状态。在此，当对应的数字矩阵组合信号在信号路径上输出，该信号路径处于激活状态。例如，当第一数字矩阵组合信号TX1正自数字相位组合器100被输出，第一信号路径PATH1处于激活状态。如上所述，缓冲捕获时间间隔或缓冲捕获时间对应于采样的数量n，该等采样存储于缓冲捕获单元122a和122b，以及接收缓冲捕获单元118。在本发明的一个实施例中，缓冲捕获时间间隔可以为约88.89微秒。

仍参阅图3，在无线收发器启动时，(在步骤S301中)端口选择单元106仅激活第一信号路径PATH1。所述第一信号路径PATH1在校准过程的第一缓冲捕获时间间隔内保持激活状态。在端口选择单元106激活第一信号路径PATH1后，在步骤S304中，数字相位组合器100通过缓冲捕获单元122a，触发捕获第一数字矩阵组合信号TX1的n个采样。

在第一数字矩阵组合信号TX1被处理(由射频处理单元108)、放大(由放大单元109)和与非激活的第二信号路径PATH2上的空值或0信号合并(由模拟混合矩阵单元110)，以生成第一模拟矩阵组合输出信号和第二模拟矩阵组合输出信号后，在步骤S306中，通过采样单元115捕获第一模拟矩阵组合输出信号和第二模拟矩阵组合输出信号的采样。

具体地，第一模拟矩阵组合输出信号和第二模拟矩阵组合输出信号通过射频切换装置114，被交替输出至采样单元115，以响应来自端口选择单元106的选择信号SEL3。在本发明的一个实施例中，第一模拟矩阵组合输出信号在缓冲捕获时间间隔的第一部分被输出，第二模拟矩阵组合输出信号在该缓冲捕获时间间隔的后继第二部分被输出。在该实施例中，该缓冲捕获时间间隔的每部分包括该缓冲捕获时间间隔的一半(或约一半)，在该缓冲捕获时间间隔内，第一信号路径PATH1处于激活状态。

在经反馈接收器116进行下变频处理和量化处理后，接收缓冲捕获单元118存储对所接收的来自反馈接收器116、经下变频和量化处理的信号所捕获的一组n个采样。所述接收缓冲捕获单元118可具有缓冲捕获单元122a和122b之组合的容量。例如，如果缓冲捕获单元122a和122b中每个存储n个采样，则接收缓冲捕获单元118能够存储2n个采样。存储于接收缓冲捕获单元118的每组n个采样对应于(在时序上一致于)存储于缓冲捕获单元122a的一组n个采样。所述接收缓冲捕获单元118可以为任何可适用于本发明的缓冲存储器。

在步骤S310中，混合矩阵放大器10确定是否所有的信号路径已被考虑(采样)。如果尚未采样全部路径，在步骤S312中，端口选择单元106激活第二信号路径PATH2，并休眠(deactivates)第一信号路径PATH1。随后该过程返回至步骤S304，并在后继第二缓冲捕获时间间隔内，对信号路径PATH2重复上述过程。

返回步骤S310，如果所有的信号路径均已被采样，在步骤S308中，矩阵补偿估计器120基于存储于接收缓冲捕获单元118及缓冲捕获单元122a和122b中每一个、时序一致的多组n个采样间的比较，生成信道估计(例如，如上所述的滤波器补偿矩阵H)。

每一个将被估计的补偿滤波器互相之间存在时序、相位和增益方面的偏移。为了保持每个补偿滤波器相互间的增益、相位与延迟，所捕获的采样是时序和相位一致的，以使得将一个路径作为参照时，其他路径通过利用用于该参照路径的相同时序、相位和增益参考，被校正。随后，通过对补偿滤波器的估计，完成任何相位、增益和/或延迟的补偿。

例如，在缓冲捕获单元122a的第一组n/2个采样与接收缓冲捕获单元118的第一组n/2个采样的比较中，矩阵补偿估计器120抽取时序、增益和相位，所抽取的时序、增益和相位，随后被用作接收缓冲捕获单元118与缓冲捕获单元122a和122b中其他组采样间比较的参考。该时序、增益和相位可以任何公知的方式进行抽取。

矩阵补偿估计器120可以是任何已知的信道估计单元。在本发明的一个实施例中，矩阵补偿估计器120比较来自接收缓冲捕获单元118的第一组n个采样和来自缓冲捕获单元122a的一组n个采样，并比较第二组(后续)n个采样和来自缓冲捕获单元122b的一组n个采样，以生成补偿滤波器h₁₁、h₂₁、h₁₂和h₂₂，所述补偿滤波器构成滤波器补偿矩阵H。所生成的补偿滤波器h₁₁、h₂₁、h₁₂和h₂₂，以及从而得到的滤波器补偿矩阵H分别与模拟路径传递函数和相逆，以使得接近 $\left[\begin{array}{cc}g& 0\\ 0& g\end{array}\right],$ 其中，g为一个任意的***增益。

在步骤S314中，矩阵补偿估计器120随后将所生成的滤波器补偿矩阵H输出至滤波器组合101中的对应滤波器。

在步骤S316中，混合矩阵放大器10随后开始正常的操作。

在正常操作过程中，混合矩阵放大器10可执行上述校准过程，以响应于校准触发。该校准触发可以是计时器期满、温度变化、发射功率变化或任何导致模拟路径漂移或变化的事项。模拟路径中的变化包括诸如增益、相位、传输特性等模拟路径特性的变化。

如果校准触发发生，混合矩阵放大器阵列10初始化校准过程，在步骤S320中，端口选择单元106休眠除第一信号路径PATH1外的所有其他信号路径。该过程返回至步骤S304并按上述内容继续执行。

返回步骤S318，混合矩阵放大器阵列10继续正常工作，直至校准触发发生。如果没有校准触发发生，混合矩阵放大器阵列10正常工作。

根据本发明的实施例，第一信号路径PATH1和第二信号路径PATH2是经切换控制的(或门控的)，以使得在校准过程的任何给定时刻，该等信号路径中只有一个处于激活状态。切换控制隔离了输出信号路径，以使得混合矩阵放大器10能够确定模拟混合矩阵单元对被隔离路径的影响。换言之，由于两个数字矩阵组合信号中只有一个数字矩阵组合信号被输出，来自模拟混合矩阵单元的模拟矩阵组合输出信号不包括非激活的数字矩阵组合信号中的信号成分，仿佛处于正常操作中。相应地，来自模拟混合矩阵单元110的模拟矩阵组合输出信号，指示了模拟混合矩阵单元110仅对第一数字矩阵组合信号TX1的影响。

本发明在此被描述，显然本发明还有很多变形方式。此等变形不应被认为与本发明相背离，并且所有这样的变形均应当被包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种校准无线收发器的混合矩阵放大器的方法，该方法包括：

在多个具有数字部分与模拟部分的信号路径之间进行切换控制，以使得所述多个信号路径中每一个的所述模拟部分仅在校准过程的对应缓冲捕获时间间隔内处于激活状态，所述信号路径承载经由天线阵列发射的信号，其中，对应于每个信号路径的所述缓冲捕获时间间隔不重叠；

生成所述多个信号路径中每一个的信道估计，其中，每一个信号路径的信道估计是基于仅在所述对应缓冲捕获时间间隔内所收集到的采样数据而生成的；及

基于所生成的信道估计校准所述混合矩阵放大器。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生成步骤包括：

生成包括多个补偿滤波器的滤波器补偿矩阵；且，其中：

所述校准步骤基于所生成的滤波器补偿矩阵校准所述混合矩阵放大器。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括：

基于滤波器补偿矩阵对多个数字输入信号进行滤波处理；以及

对经滤波处理的数字输入信号求和，以生成多个数字矩阵组合信号，所述多个数字矩阵组合信号中每一个对应于所述多个信号路径中之一；其中

所述切换控制步骤包括，

选择性输出所述多个数字矩阵组合信号中的每一个，以使得在给定的缓冲捕获时间间隔内，仅所述多个数字矩阵组合信号中之一被自所述信号路径的数字部分输出至其模拟部分，以及

所述校准步骤还包括，

更新该滤波器补偿矩阵，以校准所述混合矩阵放大器。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，在每一个缓冲捕获时间间隔内，所述信道估计的生成还包括：

对所述多个信号路径中的激活信号路径上的数字矩阵组合信号进行采样；

基于该数字矩阵组合信号生成多个模拟矩阵组合输出信号；

对该模拟矩阵组合输出信号进行采样；

基于该数字矩阵组合信号的采样和与其对应的模拟矩阵组合输出信号的采样，生成所述信道估计，该数字矩阵组合信号的采样和与其对应的模拟矩阵组合输出信号的采样彼此时序一致。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，对于所述多个信号路径中每一个，所述信道估计的生成包括：

生成包括多个补偿滤波器的滤波器补偿矩阵；且，其中：

所述校准步骤基于该滤波器补偿矩阵校准所述混合矩阵放大器。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，所述生成步骤还包括：

基于该数字矩阵组合信号的第一组采样和该模拟矩阵组合输出信号的第一组采样，生成与第一信号路径相关联的时间、增益和相位，该数字矩阵组合信号的第一组采样在第一缓存捕获时间间隔内被生成，该模拟矩阵组合输出信号的第一组采样在第一缓存捕获时间间隔内被生成；以及

生成包括多个补偿滤波器的滤波器补偿矩阵，该等补偿滤波器基于所述与所述第一信号路径相关联的时间、增益和相位，彼此保持时序与相位一致。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括：

对多个数字输入信号进行滤波处理；以及

对经滤波处理的数字输入信号求和，以生成多个数字矩阵组合信号，该等数字矩阵组合信号中每一个对应于所述多个信号路径中之一；且，其中

所述切换控制步骤包括，

选择性输出该等数字矩阵组合信号，以使得在给定的缓冲捕获时间间隔内，仅该等数字矩阵组合信号中之一被自所述信号路径的数字部分输出至其模拟部分。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述切换控制步骤包括：

在所述缓冲捕获时间间隔中第一个时间间隔，激活所述多个信号路径中第一个信号路径；

在每一个后继缓冲捕获时间间隔，休眠所述多个信号路径中所述第一个信号路径；以及

在每一个后继缓冲捕获时间间隔，激活所述多个信号路径中另一个信号路径，以使得所述多个信号路径中每一个仅在对应的缓冲捕获时间间隔内处于激活状态。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述切换控制步骤包括：

选择性休眠所述多个信号路径中每一个，以使得在第一缓冲捕获时间间隔内，仅所述多个信号路径中第一个信号路径处于激活状态；以及

在后继缓冲捕获时间间隔内，选择性激活和休眠所述多个信号路径中每一个，以使得在每一个缓冲捕获时间间隔内，仅所述多个信号路径中之一处于激活状态。

10.一种无线收发器的混合矩阵放大器，包括：

数字相位组合器，其被配置为在多个具有数字部分与模拟部分的信号路径间进行切换控制，以使得所述多个信号路径中每一个的所述模拟部分仅在校准过程的对应缓冲捕获时间间隔内处于激活状态，所述信号路径承载经由天线阵列发射的信号，其中，对应于每个信号路径的所述缓冲捕获时间间隔不重叠；及

矩阵补偿估计器，其被配置为生成所述多个信号路径中每一个的信道估计，其中，每一个信号路径的信道估计是基于仅在所述对应缓冲捕获时间间隔内所收集到的采样数据而生成；

其中

所述混合矩阵放大器基于所生成的信道估计被校准。