基站的天線校準

基本介紹

• 中文名：基站的天線校準

1.原理

對於TDD系統，由於上行鏈路和下行鏈路使用相同的載頻，理論上可認為上行物理傳播信道和下行物理傳播信道具有互易性，這將為TDD系統帶來性能提升的優勢。利用信道互易性，基站端可以通過上行接收信道而獲得下行傳送信道的狀態信息，進而實現更加精確的傳送預處理，實現面向接收用戶位置的方向性傳送，提升接收信號的質量。

然而在物理實現上，每根天線的射頻（RF）端需要兩套電路來分別完成信號的傳送和接收，由於硬體方面的工藝誤差，加上放大器的非線性失真，很難實現射頻端的兩套電路具有完全一致的特性。另外，每個射頻電路的特徵回響也隨著器件差異、工作頻率、時間以及外部環境（如溫度、濕度等）的變化而變化。這樣，從對基帶信號的影響上看，傳送通道和接收通道等效地對信道乘以不同的係數，導致了信道的互易性受損。為了消除各個射頻接收和傳送通道之間的偏差對信道的影響，保證RF通道的互易性，需要採用射頻通路的校準技術。射頻通路校準的主要目的是保證多個RRU的RF傳送通道幅度和相位的一致性。

2.校準結構圖

射頻通道校準結構如圖1所示，由K根天線通道、K個耦合器、射頻電纜、收發信機、基帶信號處理器、合路分路器、校準信號射頻電纜、校準信號處理單元組成。在實際系統中，具體的射頻通道校準方法因各廠家的技術實現手段不同而有所差別。

圖1 射頻通路校準結構

圖1

射頻通路的校準可以通過RRU內部校準或天線校準兩種方式來完成。差別僅在於校準網路所放置的位置在RRU 射頻端還是在天線端。而校準網路的位置差異是由天線側是否需要廣播靜態賦形特性決定的。對於2通道、4通道天線而言，無需通過多個通道間波束合成的方式（也就是波束賦形）形成廣播波束，因此僅需要採用RRU內部校準即可。對於8通道天線而言，由於廣播波束是通過廣播權值進行多個通道波束合成而來的，因此必須保證天線側（也就是RRU的射頻出口，到天線發射連線埠之間）的幅度和相位一致性，必須將校準網路上移到天線內部來完成。目前，無論TD-SCDMA還是TD-LTE系統，所有的8通道天線都採用這種天線校準的方式。

3.智慧型天線校準的三個階段

智慧型天線校準的三個階段包括：工廠校準、基站初始化建準CA、基站周期校準AC。

（1）工廠校準階段：它通過硬體測試平台實現，在工廠對相關參數進行測量，將測量結果存入RFTRXU和SWIPA的EEPROM中，這些測量結果將作為已知參數在第二階段讀入。主要包括：溫度係數、各個模組傳輸時延&開關相應時間、頻率配置方案、各個模組的增益特性等。

（2）基站初始化校準階段：主要是對RX/TX的可程式衰減器（PGC）進行設定，並將檢測到的錯誤告警。通過設定八通道上的增益，使天線口功率輸出與額定功率的誤差控制在一定範圍內。測量電纜延時並且根據射頻板和功放的固定延時配置TRXIQ的傳送和接收時間，使之與空口同步（RTD測量）。

（3）基站周期校準階段：根據溫度變化設定PGC使得射頻功率保持相對穩定（溫度補償）。分別獲得八個收發通路之間的相對相位和幅度，傳送天線係數給SJ和BC子系統，補償八天線之間幅度和相位的差異。