有源天线的失效补偿方法、装置及有源天线设备的制作方法

专利名称：有源天线的失效补偿方法、装置及有源天线设备的制作方法
技术领域：
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种有源天线的失效补偿方法、装置 及有源天线设备。
背景技术：
在移动通信系统中，为了尽可能减小因塔下基站与塔上天线间电缆过长而造成的 馈线损耗，逐渐有将基站向塔上移动的趋势，相应的产品形态也逐渐出现，常见的包括有源 天线等。在有源天线产品中，对应于多路信号通常设置有多路天线阵列，各路天线阵列并列 工作，且每路天线阵列均对应设置有两个处理单元收发通道单元以及基带处理单元。其中 收发通道单元为模拟电路，包括大量的元器件，且大部分元器件为高电压、大功率、高电流 的元器件，从而导致收发通道单元在工作时温度升高，进而可能出现失效的现象，故可靠性 较低。针对收发通道的失效状况，有源天线通常设置有自动补偿功能，即通过调整各路 天线阵列的数字波束成形(Digital Beam-forming，简称DBF)系数，对失效的那路收发通 道进行补偿，从而降低其对整个有源天线设备性能的影响。现有技术中，有源天线的自动补 偿功能通常通过查表的方式予以实现，在该查表补偿方法中，针对收发通道的每种失效模 式，均预先计算出一组适配该失效模式的优化的DBF系数，且该计算出的各组优化的DBF系 数以及各种失效模式被预先对应记录在有源天线的DBF数据表中。当检测到某路收发通道 出现失效时，有源天线设备根据当前的失效模式在DBF数据表中进行查询，并将查询到的 对应的DBF系数写入至各个未失效的收发通道中，从而达到了失效补偿的目的。但是，发明人在实现本发明的过程中，发现这种查表补偿方法存在如下缺陷在 实际应用中，对应单独一个有源天线设备而言，通常会并列设置多个天线阵列，即会对应设 置多路收发通道，同时对于每路收发通道，实际的失效模式还会包括多种不同的失效类型 (例如不同的下倾角度等)。因此在预先计算各种失效模式所对应的优化的DBF系数组时， 需要充分考虑到每一种失效组合，才能避免出现失效状态无法补偿的现象，这样使得对应 的工作量会非常巨大，尤其当构成有源天线的天线阵列数量众多时，失效模式DBF数据表 的尺寸会呈指数规律的增长。

发明内容
本发明实施例提供一种有源天线的失效补偿方法、装置及有源天线设备，用以解 决现有技术中有源天线的失效补偿方法工作量太大，调整不够灵活的问题。为实现上述目的，本发明实施例提供一种有源天线的失效补偿方法，包括实时地检测多路收发通道各自的DBF系数，以检测各路所述收发通道是否发生失 效；当检测到所述多路收发通道中的任意一路发生失效时，获取当前与所述多路收发 通道对应的当前组DBF系数、以及与当前失效的收发通道对应的失效模式信息，所述当前组DBF系数包括当前各所述收发通道各自的DBF系数；对所述当前组DBF系数进行优化处理，以计算得到相对于所述当前组DBF系数、更 适配于所述失效模式信息的第一组DBF系数；根据所述第一组DBF系数，对应地对各路所述收发通道的DBF系数进行更新。为实现上述目的，本发明实施例还提供一种失效补偿装置，包括DBF系数检测模块，用于实时地检测多路收发通道各自的DBF系数，以检测各路所 述收发通道是否发生失效；信息获取模块，用于当所述DBF系数检测模块检测到所述多路收发通道中的任 意一路发生失效时，获取当前与所述多路收发通道对应的当前组DBF系数、以及与当前失 效的收发通道对应的失效模式信息，所述当前组DBF系数包括当前各所述收发通道各自的 DBF系数；第一优化处理模块，用于对所述当前组DBF系数进行优化处理，以计算得到相对 于所述当前组DBF系数、更适配于所述失效模式信息的第一组DBF系数；第一 DBF系数更新模块，用于根据所述第一优化处理模块计算得到的所述第一组 DBF系数，对应地对各路所述收发通道的DBF系数进行更新。为实现上述目的，本发明实施例还提供一种有源天线设备，包括有源天线模块，以及上述的有源天线的失效补偿装置，所述失效补偿装置与所述 有源天线模块相连接，用于在检测多路收发通道中的任意一路发生失效时，对失效的收发 通道的DBF系数进行补偿。本发明实施例的有源天线的失效补偿方法、装置及有源天线设备，通过在有源天 线检测到任一收发通道发生失效时，对当前的失效模式信息以及与该失效模式信息对应的 当前各路收发通道的DBF系数组值进行获取，并根据获取得到的信息，采用预设的优化算 法，计算更加适配于当前失效模式的新一组的DBF系数，并将得到的新的DBF系数组对应更 新到各个收发通道中，从而在无需进行大量预备计算工作的前提下，使得有源天线能够自 动求解得到优化的DBF系数值，并自动地分配给各收发通道，以对的各天线阵列对应DBF比 进行调节，从而调节了整个有源天线设备的性能，降低了失效的收发通道对有源天线性能 的影响。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的一种有源天线的失效补偿方法的流程图；图2为本发明实施例提供的另一种有源天线的失效补偿方法的流程图；图3为本发明实施例提供的一种失效补偿装置的结构示意图；图4为本发明实施例提供的另一种失效补偿装置的结构示意图；图5为本发明实施例提供的一种有源天线设备的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例 中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员 在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在有源天线产品中，由于收发通道较低的可靠性，在工作到一定程度时，时常会发 生某路或某几路收发通道出现故障而损坏的现象。收发通道的损坏会导致整个有源天线的 波瓣图指标较差，并进一步影响该有源天线的小区覆盖效果，且使得该小区内的移动终端 接收信号产生干扰，因而针对收发通道的各种失效状态，需要及时对当前各收发通道的DBF 系数进行调整，以对有源天线的性能进行补偿。图1为本发明实施例提供的一种有源天线的失效补偿方法的流程图，如图1所示， 本实施例的方法包括如下步骤步骤100，实时地检测多路收发通道各自的DBF系数，以检测各路收发通道是否发 生了失效；在本发明实施例中，为了在有源天线的收发通道出现失效状态时，及时针对各种 失效模式对有源天线进行自动补偿，在有源天线内部设置了失效补偿模块。该失效补偿模 块通过实时地对有源天线的各路收发通道的DBF系数进行检测，具体指实时地检测各路收 发通道的幅度、相位、延时等指标系数，从而根据检测出的各路收发通道的当前DBF系数， 判断各路收发通道是否处于失效的状态。步骤101，当检测到多路收发通道的任意一路发生失效时，获取当前与所述多路收 发通道对应的当前组DBF系数、以及与当前失效的收发通道对应的失效模式信息；当失效补偿模块通过检测各路收发通道实际的DBF系数，得知任意一路收发通道 或者几路收发通道出现失效现象时，为了确定当前状态下所有收发通道的具体状况与信 息，失效补偿模块将从所有收发通道获取当前状态下与所有收发通道对应的当前组DBF系 数，该当前组DBF系数中包括各收发通道在当前状态的DBF系数，以及获取当前失效状态下 具体的失效模式信息。具体地，此处所指的失效模式信息为与当前处于失效状态的收发通道相关的失效 信息，其中至少包括失效的收发通道对应的通道标识以及失效的收发通道对应的失效类 型。通过通道标识能够指明多路收发通道中具体是哪一路收发通道出现了失效现象，而通 过失效类型信息则能指明失效的那路收发通道具体的失效程度，例如是全部失效或者是部 分失效。失效补偿模块根据获取到的该失效模式信息以及当前与所有收发通道对应的一组 DBF系数，能够得知当前状态下DBF系数在各路收发通道中的具体分布状况，以及得知当前 状态下失效的那路收发通道的具体失效状况。步骤102，采用预设的优化算法，对当前的一组DBF系数进行优化处理，以计算得 到相对于当前的一组DBF系数、更适配于失效模式信息的第一组DBF系数；在获取得到当前失效状态下各路收发通道的当前的一组DBF系数，以及与当前失 效的收发通道对应的失效模式信息后，依据这两个信息，有源天线中的失效补偿模块可以 采用预设的优化算法，对当前组DBF系数进行优化计算，以计算得到优于当前的一组DBF系 数的另一组DBF系数，且在本发明实施例中，称本步骤通过计算得到的该另一组DBF系数为第一组DBF系数。需要说明的是，由于此时有源天线中已有收发通道发生了失效现象，该失效的收 发通道必定会影响到有源天线整体的性能，且获取到的当前组DBF系数也必定为影响有源 天线的信号收发波瓣图指标的、性能较差的一组DBF系数，因而需要采用优化算法，对当前 的一组的DBF系数进行优化以及更新。而此处所指的优化效果也仅是指相对于当前的一组 的DBF系数、更加适配于有源天线当前的收发通道失效状态。具体地，由于失效补偿模块获取到的失效模式信息中已经指明了当前发生失效现 象的收发通道的通道标识，以及指明了发生失效的收发通道的失效类型，而且根据获取到 的当前组DBF系数，失效补偿模块也能够充分得知当前状况下DBF系数在各收发通道中的 分配，因此在采用优化算法进行优化计算时，失效补偿模块可以以该当前组的DBF系数作 为对比基准，并以失效模式信息为影响因子，计算得到相对于当前组DBF系数、更适配于当 前的失效模式信息的第一组DBF系数。步骤103，根据第一组DBF系数对应地对各路收发通道的DBF系数进行更新。在根据优化算法，计算得到上述优化的第一组DBF系数后，失效补偿模块将计算 得到的该组DBF系数中的各DBF系数对应地分配给各路收发通道，以对各路收发通道的原 DBF系数进行更新，从而通过对各DBF系数的更新，失效补偿模块对各路收发通道中的幅 度、相位、延时等的权重比值进行重新的调整。由于该第一组DBF系数充分考虑了有源天线 的收发通道的当前失效状态，相比更新前的DBF系数组，能够更加符合各收发通道当前的 工作状态，因此各路收发通道在新一组的DBF系数的调整下，相比于未调整的失效状态能 够得到更好的信号收发性能，信号干扰也下降到了正常工作状态。对于有源天线设备整体 而言，相当于对失效的那路收发通道的性能进行了补偿，降低了失效的该路收发通道对有 源天线性能指标的影响。本实施例的有源天线的失效补偿方法，通过在有源天线检测到任一收发通道出现 失效模式时，对当前的失效模式信息以及各路收发通道对应的当前组DBF系数进行获取， 并根据获取得到的信息，采用优化算法，计算更加适配于当前失效模式的一组新的DBF系 数，并将得到的新的DBF系数组对应更新到各个收发通道中，从而在无需进行大量预备计 算工作的前提下，使得有源天线能够根据获取到的引起失效的当前组DBF系数，自动求解 得到更加优化的DBF系数值，并自动地分配给各收发通道，从而调节了整个有源天线设备 的性能，降低了失效的收发通道对有源天线性能指标的影响。图2为本发明实施例提供的另一种有源天线的失效补偿方法的流程图，如图2所 示，本实施例的方法包括如下步骤步骤200，实时地检测多路收发通道各自的DBF系数；在本实施例中，失效补偿模块对有源天线的各路收发通道的DBF系数的检测具体 可以包括如下几个子步骤步骤2000，通过预设的校准收发通道，分别检测各路收发通道的输入信号和输出 信号的幅度、相位和延时信息；为了对多路收发通道的性能状态进行检测，在本实施例中，与多路收发通道并列 设置了一路公共的校准收发通道，该校准收发通道与其他各路收发通道均成耦合取样关 系，因而当业务信号(或者专用的校准信号)在其他任意一路收发通道中进行传输时，该校准收发通道能够基于与该收发通道的耦合取样关系，检测出该路收发通道的输入信号和输 出信号各自对应的幅度、相位、延时等信息。步骤2001，根据每路收发通道的输入信号和输出信号在幅度、相位和延时信息上 的差值，计算每路收发通道的DBF系数；在检测到每一路收发通道的输入信号和输出信号的幅度、相位、延时信息后，该校 准收发通道可以分别根据对应于每路收发通道的输入信号和输出信号在幅度、相位、延时 信息上的差值，计算出每一路收发通道所对应的DBF系数，该DBF系数反映了传输信号在对 应的收发通道中传输时、在被输入时和输出后性能上发生的差异。步骤2002，若检测到的任意一路收发通道的DBF系数与该收发通道预设的DBF系 数的差值大于预设的最大差值，则确定该收发通道发生了失效；基于计算出各路收发通道当前的DBF系数，校准收发通道可以通过比较各路收发 通道当前DBF系数值以及为各路收发通道预先设置的DBF系数值，对各路收发通道当前是 否发生了失效现象进行检测。实际上，在有源天线的各路收发通道中，已预先设置有一组 DBF系数，该组DBF系数针对各路收发通道均处于正常工作状态时设置，且通过DBF系数在 各路收发通道的合理权重分配，该组DBF系数能够使处于正常工作状态的各路收发通道的 信号收发性能达到较佳的效果。而在上述步骤中，校准收发通道实时检测出的各路收发通道的实际DBF系数值并 不一定与各路收发通道预先设置的DBF系数值相等。实际检测出的DBF系数值从一定程度 上反映了信号在对应的收发通道中被传输时、输入前和输出后性能上发生的差异，即从一 定程度上反映了对应的收发通道的信号传输性能。因而将检测出的DBF系数与预先配置的 正常的DBF系数进行对比，如果检测出的DBF系数与原配置的正常的DBF系数存在较大差 别，便代表该路收发通道存在失效现象。具体地，在本实施例中，可以通过预先设置一可接受容忍的DBF系数的最大差值， 来衡量实际检测出的DBF系数是否反映了该路收发通道的失效现象。若对于某一收发通道 而言，实际检测出的DBF系数与预设的DBF系数之间的差值超出了该预设的最大差值，则可 以据此确定该路收发通道发生了失效的现象。实际应用中，设置的该最大差值的数值可以 根据对有源天线的传输性能的实际需求而定，该最大差值设置的越小，代表对有源天线的 性能要求越高，相反，该最大差值设置的越大，代表对有源天线的性能要求越低。步骤201，当检测到至少一路收发通道失效时，获取当前与多路收发通道对应的一 组DBF系数、及与当前失效的收发通道对应的失效模式信息；而当失效补偿模块通过校准收发通道，检测出有源天线中的一路或几路收发通道 出现失效现象时，该失效补偿模块需要获取与当前失效的收发通道对应的失效模式信息以 及与所有收发通道对应的、在当前状态下的当前的一组DBF系数，以据此进行DBF系数的优 化。具体地，该失效模式信息包括当前失效的收发通道对应的通道标识，以及该失效的收发 通道的失效类型，失效补偿模块通过该失效模式信息能够得知具体是哪一路或哪几路收发 通道发生了失效，以及得知失效的这些收发通道发生的具体失效类型及失效程度，例如该 路收发通道是处于完全损坏不能工作的状态，即处于完全失效的状态，或者仅是表现为部 分元器件老化、信号幅度变小，即处于部分失效的状态。收发通道的不同的失效程度同样可以通过对比实际检测出的DBF系数和预设的DBF系数而获知。具体地，若某一收发通道处于完全失效的状态，该路收发通道已经完全不 能进行信号的传输，即输出信号为零，因而在DBF系数的检测过程中，检测出的该路收发通 道的实际DBF系数值也应当为零；而若某一收发通道处于部分失效的状态，该路收发通道 仍然能够进行信号的传输，仅是传输的性能较差，因而在DBF系数的检测过程中，检测出的 该路收发通道的实际DBF系数值与该路收发通道预设的DBF系数值之间的差值应当较大， 且差值越大，代表失效的现象越严重。因而在本实施例中，失效补偿模块仍然可以通过对比检测出的DBF系数与预设的 DBF系数的差值来检测获知每路收发通道的失效类型。若通过对比，某路收发通道的检测出 的DBF系数和预设的DBF系数的差值小于上述预设的最大差值，则可以基本认定该路收发 通道并未发生失效现象；而若某路收发通道的检测出的DBF系数的值为零，则可以认定该 路收发通道发生了完全失效；而若检测出的DBF系数与预设的DBF系数之间的差值超出了 上述预设的最大差值、同时检测出的DBF系数还未到零，即处于上述两种状态之间，则可以 认定该路收发通道发生了部分失效。失效补偿模块将反映检测出的失效的收发通道是处于完全失效或部分失效的状 态的信息，携同失效的收发通道的通道标识一起，组成了与当前失效状态对应的失效模式 信息，根据该失效模式信息，失效补偿模块可以得知应当如何对当前组DBF系数进行优化处理。步骤202，采用预设的优化算法，对当前组DBF系数进行优化处理，以计算得到相 对于当前组DBF系数、更适配于失效模式信息的第一组DBF系数；在获取了当前组DBF系数和失效模式信息后，失效补偿模块得知当前的具体失效 状况，此时失效补偿模块则可以采用预设的优化算法，根据获取得到的信息，为当前的各路 收发通道计算新一组的DBF系数。具体地，本步骤计算优化的DBF系数可以包括如下子步 骤步骤2020，以当前组DBF系数为基准，生成符合失效模式信息的多组DBF系数；失效补偿模块参照从失效收发通道获取到的失效模式信息，随机产生对应于各路 收发通道的多组DBF系数，其中每组DBF系数均应满足该失效模式信息所对应的失效状态。 具体地，若失效模式信息中指示某一路收发通道处于完全失效的状态，失效补偿模块在随 机产生多组DBF系数时，可以将每组DBF系数中与该路收发通道对应DBF系数设置为零，而 若失效模式信息指示某一路收发通道处于部分失效的状态，失效补偿模块在生成多组DBF 系数时，则只需相应降低每组DBF系数中与该路收发通道对应的DBF系数的比重，具体地 说，就是降低该路收发通道的DBF系数中的幅度值，从而与部分失效状态相匹配。步骤2021，分别求解多组DBF系数各自对应的波瓣图指标；步骤2022，根据求解得到的各波瓣图指标，判断波瓣图指标最优的一组DBF系数 是否优于当前组DBF系数，若是则执行步骤203，若否则执行步骤2023 ；在生成了多组符合当前失效模式信息的DBF系数后，针对每组DBF系数，失效补偿 模块可以分别求解得到与每组DBF系数相对应的波瓣图指标，从而根据求解得到的对应波 瓣图指标，失效补偿模块可以获知各组DBF系数对有源天线的性能调整的优劣程度。由于 多组DBF系数为失效补偿模块根据获取到的失效模式信息随机产生得到，因此其中必定会 包括调整能力较优的DBF系数组，能够较好地调整当前有源天线的整体性能，以及包括调整能力较差的DBF系数组，不能对有源天线的当前性能进行很好的调整。从而根据求解得 到的波瓣图指标结果，失效补偿模块可以按照优劣程度对所有组的DBF系数进行排序。具体地，根据求解出的对应于各组DBF系数的波瓣图，失效补偿模块可以从波瓣 图提取出多个波瓣图指标，显然这些波瓣图指标都比较重要，不能顾此失彼，因而为了根据 计算出的各波瓣图指标对各组DBF系数进行优劣排序，在失效补偿模块中，可以预先设置 一个波瓣图指标求和公式，在该求和公式中，不同的波瓣图指标占不同的权值比重。基于该 求和公式，以及根据对应于各组DBF系数的波瓣图指标值，失效补偿模块可以计算得到对 应于各组DBF系数的各波瓣图指标求和值，从而按照各求和值的大小，失效补偿模块可以 对各组DBF系数进行排序，排在最前面的，则可认为对应的DBF系数是最优的。进一步地，在按照各组DBF系数对应的波瓣图指标的优劣状态，对产生的所有DBF 系数组进行了排序之后，失效补偿模块可以将其中排序最为靠前，即波瓣图指标最优的一 组DBF系数与当前组DBF系数进行比较，判断该最优的一组DBF系数是否优于当前组DBF 系数。具体地，该判断最优的一组DBF系数是否优于当前组DBF系数的方法同样可以基于 上述的波瓣图指标求和公式进行。而若通过优化算法计算出的最优的一组DBF系数优于当 前组DBF系数，表示失效补偿模块计算出的这组DBF系数能够对当前有源天线的性能进行 更好的调整，于是失效补偿模块可以据此对当前组DBF系数进行更新；而反之，若失效补偿 模块计算出的最优的一组DBF的调整性能还不如当前组DBF系数，失效补偿模块则应当进 行进一步的优化计算操作。步骤2023，以波瓣图指标最优的一组DBF系数为基准，重新生成符合失效模式信 息的新的多组DBF系数，并返回执行步骤2021，直至计算出优于所述当前组DBF系数的所述 第一组DBF系数为止；具体地，若失效补偿模块在第一轮产生的多组DBF系数中，最优化的一组DBF系数 的调整性能还不如当前组DBF系数，失效补偿模块还可以从随机生成的多组DBF系数中选 举出其中波瓣图指标最优的至少一组，以组成DBF系数集合，该DBF系数集合中的各组DBF 系数为产生的所有DBF系数中波瓣图指标最为优化的几组。进一步地，根据该DBF系数集 合中包括的各组DBF系数，失效补偿模块可以以这些DBF系数组为基准，采用预设的优化算 法，重新产生新的多组DBF系数，即以DBF系数集合中的各组DBF系数为“父代”，重新产生 下一代的多组DBF系数“子代”。由于该生成的新的多组DBF系数基于波瓣图指标较优的各组DBF系数、且通过优 化算法计算产生，因此该新的多组DBF系数会进一步优于当前DBF系数集合的各组DBF系 数。因而在重新产生得到下一代的多组DBF系数后，失效补偿模块可以再次通过求解新的 各组DBF系数的波瓣图指标，以重新选择出一组最优的DBF系数与当前组的DBF系数进行 比较，若重新产生的最优化的一组DBF系数的波瓣图指标仍然差于当前组的DBF系数，失效 补偿模块还可以进一步以较为优化几组DBF系数为基准，产生再下一代的多组DBF系数，直 至最终得到优于当前组DBF系数的第一组DBF系数为止。步骤203，根据第一组DBF系数对应地对各路收发通道的DBF系数进行更新；在得到优于当前组DBF系数的第一组DBF系数之后，失效补偿模块根据该第一组 DBF系数中的各DBF系数值，相应地对各收发通道的DBF模块中的DBF系数进行更新，即将 第一组DBF系数中的各DBF值对应地分配至各收发通道中。由于该第一组DBF系数与有源天线的当前失效模式状态相匹配，且优于当前组的DBF系数，因此在该第一组DBF系数的调 整下，有源天线的性能能够得到改善，而失效的收发通道对有源天线所带来的干扰等现象 也将降至正常状态。进一步地，由于在本实施例中，有源天线在检测到收发通道的失效现象时，并不立 即求解计算新的DBF系数值，而是对该收发通道的失效状态进行判断，只有在判断得知当 前的失效模式已经超出了预设的失效范围，即严重影响到了有源天线的整体性能时，才计 算得到更优的新的DBF系数，以对各收发通道的DBF系数进行更新，因而在此过程中，失效 的收发模块的“余热”功能能够得到充分利用，在通过分配新的DBF系数以对有源天线性能 进行调整时，有源天线的信号发射和接收的波瓣图指标也会得到更好的改善。步骤204，继续采用预设的优化算法，以第一组DBF系数为基准，计算得到优于第 一组DBF系数的第二组DBF系数，并对应地对各路收发通道的DBF系数进行更新。在对各收发通道的DBF系数进行更新之后，进一步优选地，失效补偿模块可以不 立即停止优化程序，而是将得到的第一组DBF系数与预设的优化标准进行比较，以判断最 终计算得到该第一组DBF系数对各路收发通道的性能优化程度是否已经达到了预设的要 求，若该第一组DBF系数还未达到预设的优化要求，即还并不是最优解，失效补偿模块还可 以继续进行优化计算的操作。具体地，失效补偿模块可以采用与上述生成第一组DBF系数 同样的方法，即继续采用预设的优化算法，以该第一组DBF系数为基准，产生多组DBF系数， 并从产生的多组DBF系数选取出最优化的一组作为第二组DBF系数，以将该第二组DBF系 数对应地写入至各收发通道的DBF模块中。进一步地，若还第二组DBF系数仍然为达到预设的优化标准，失效补偿模块还可 以进一步以该第二组DBF系数为基准，采用同样的优化算法，计算得到第三组DBF系数、第
四组DBF系数......，直至得到一组符合设定要求的DBF系数，以对各路收发通道的DBF系
数进行更新为止。本实施例的有源天线的失效补偿方法，通过在有源天线检测到任一收发通道出现 失效模式时，对当前的失效模式信息以及各路收发通道对应的当前组DBF系数进行获取， 并根据获取得到的信息，采用优化算法，计算更加符合当前失效模式的新一组的DBF系数， 并将得到的新的DBF系数组对应更新到各个收发通道中，从而在无需进行大量预备计算工 作的前提下，使得有源天线能够自动求解得到优化的DBF系数值，并自动地分配给各收发 通道，以对的各天线阵列对应DBF比进行调节，从而调节了整个有源天线设备的性能，降低 了失效的收发通道对有源天线性能的影响。进一步地，在本实施例中，有源天线在检测到收发通道的失效现象时，只有在判断 得知当前的失效模式已经超出了预设的失效范围时，才计算得到优化的新的DBF系数组， 以对各收发通道的DBF系数进行更新，且只有在失效的收发通道的失效类型为全部失效 时，才将失效的收发通道关闭，从而使得失效的收发模块的“余热”功能能够得到充分利用， 有源天线的信号发射和接收的波瓣图指标也会得到更好的改善。本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过 程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序 在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括R0M、RAM、磁碟或者 光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图3为本发明实施例提供的一种失效补偿装置的结构示意图。如图3所示，本实 施例的失效补偿装置至少包括DBF系数检测模块11、信息获取模块12、第一优化处理模块 13以及第一 DBF系数更新模块14。其中，DBF系数检测模块11用于实时地检测多路收发通道各自的DBF系数，以检 测各路收发通道是否发生失效；信息获取模块12用于当DBF系数检测模块11检测到所 述多路收发通道中的任意一路发生失效时，获取当前与多路收发通道对应的当前组DBF系 数、以及与当前失效的收发通道对应的失效模式信息；第一优化处理模块13用于对当前组 DBF系数进行优化处理，以计算得到相对于当前组DBF系数、更适配于失效模式信息的第一 组DBF系数；第一 DBF系数更新模块14则用于根据第一优化处理模块13计算得到的第一 组DBF系数，对应地对各路收发通道的DBF系数进行更新。具体地，本实施例中，所有模块所涉及的具体工作过程，可以参考上述有源天线的 失效补偿方法所涉及的相关实施例揭露的相关内容，在此不再赘述。本发明实施例的失效补偿装置，通过在检测到任一收发通道出现失效模式时，对 当前的失效模式信息以及各路收发通道对应的当前组DBF系数进行获取，并根据获取得到 的信息，采用优化算法，计算更加符合当前失效模式的新一组的DBF系数，并将得到的新的 DBF系数组对应更新到各个收发通道中，从而在无需进行大量预备计算工作的前提下，使得 有源天线能够自动求解得到优化的DBF系数值，并自动地分配给各收发通道，以对的各天 线阵列对应DBF比进行调节，从而调节了整个有源天线设备的性能，降低了失效的收发通 道对有源天线性能的影响。图4为本发明实施例提供的另一种失效补偿装置的结构示意图。具体地，如图4 所示，在上述失效补偿装置实施例的基础上，本实施例的失效补偿装置中，DBF系数检测模 块11具体可以包括信号检测子模块111、DBF系数计算子模块112和失效通道确定子模块 113三个子模块。其中，信号检测子模块111用于通过预设的校准收发通道，分别检测各路收发通 道的输入信号和输出信号的幅度、相位和延时信息，该校准收发通道与每路收发通道成耦 合关系；DBF系数计算子模块112用于根据信号检测子模块111检测出的每路收发通道的 输入信号和输出信号在幅度、相位和延时信息上的差值，计算每路收发通道的DBF系数；而 失效通道确定子模块113用于若DBF系数计算子模块112计算到的任意一路收发通道的 DBF系数与所述收发通道预设的DBF系数的差值大于预设的最大差值时，则确定该路收发 通道发生了失效。进一步地，本实施例中，第一优化处理模块13具体可以包括DBF系数生成子模块 131、波瓣图求解子模块132、DBF系数选择子模块133和指示信息发送子模块134四个子模 块。其中，DBF系数生成子模块131用于以当前组DBF系数为基准，采用预设的优化算 法，生成符合失效模式信息的多组DBF系数；波瓣图求解子模块132用于分别求解DBF系数 生成子模块131生成的多组DBF系数各自对应的波瓣图指标；DBF系数选择子模块133用 于若多组DBF系数中波瓣图指标最优的一组DBF系数优于当前组DBF系数，则选择该最优 的一组DBF系数作为第一组DBF系数；指示信息发送子模块134则用于若多组DBF系数中 波瓣图指标最优的一组DBF系数未优于当前组DBF系数，则发送指示信息给DBF系数生成子模块131，该指示信息用于指示DBF系数生成子模块131以该波瓣图指标最优的一组DBF 系数为基准，采用预设的优化算法，继续生成符合失效模式信息的多组DBF系数，直至计算 出优于该当前组DBF系数的上述第一组DBF系数为止。更进一步地，本实施例的失效补偿装置中，还可以包括第二优化处理模块15和第 二 DBF系数更新模块16两个模块。其中，第二优化处理模块15用于在第一 DBF系数更新 模块14对应地对各路收发通道的DBF系数进行更新之后，若第一组DBF系数还未符合预设 的优化标准时，则继续采用预设的优化算法，以第一组DBF系数为基准，计算得到优于第一 组DBF系数的第二组DBF系数，直至计算出的第二组DBF系数符合预设的优化标准为止；而 第二 DBF系数更新模块16则用于在计算出第二组DBF系数后，根据该第二组DBF系数，对 应地对各路收发通道的DBF系数进行更新。更进一步地，本实施例中，上述失效模式信息具体包括失效的收发通道的通道标 识和对应的失效类型信息，而该失效类型包括全部失效和部分失效两种失效模式。在此基 础上，上述DBF系数生成子模块131具体用于若失效模式信息中指示失效的收发通道的失 效类型为全部失效，则生成对应该失效的收发通道的DBF系数为零的多组DBF系数；而若失 效模式信息中指示失效的收发通道的失效类型为部分失效，则生成对应失效的收发通道的 DBF系数低于失效的收发通道的预设DBF系数的多组DBF系数。具体地，本实施例中，上述所有模块所涉及的具体工作过程，同样可以参考上述有 源天线的失效补偿方法所涉及的相关实施例揭露的相关内容，在此不再赘述。本发明实施例的失效补偿装置，通过在检测到任一收发通道出现失效模式时，对 当前的失效模式信息以及各路收发通道对应的当前组DBF系数进行获取，并根据获取得到 的信息，采用优化算法，计算更加符合当前失效模式的新一组的DBF系数，并将得到的新的 DBF系数组对应更新到各个收发通道中，从而在无需进行大量预备计算工作的前提下，使得 有源天线能够自动求解得到优化的DBF系数值，并自动地分配给各收发通道，以对的各天 线阵列对应DBF比进行调节，从而调节了整个有源天线设备的性能，降低了失效的收发通 道对有源天线性能的影响。进一步地，在本实施例中，有源天线在检测到收发通道的失效现象时，只有在判断 得知当前的失效模式已经超出了预设的失效范围时，才计算得到优化的新的DBF系数组， 以对各收发通道的DBF系数进行更新，且只有在失效的收发通道的失效类型为全部失效 时，才将失效的收发通道关闭，从而使得失效的收发模块的“余热”功能能够得到充分利用， 有源天线的信号发射和接收的波瓣图指标也会得到更好的改善。图5为本发明实施例提供的一种有源天线设备的结构示意图。如图5所示，本实 施例的有源天线设备具体包括有源天线模块1，以及上述的失效补偿装置2。失效补偿装置 2与有源天线模块1相连接，用于在检测多路收发通道中的任意一路发生失效时，对失效的 那路收发通道的DBF系数进行补偿。具体地，本实施例中，失效补偿装置中包含的所有模块，以及所有模块所涉及的具 体工作过程，同样可以参考上述有源天线的失效补偿方法、失效补偿装置所涉及的相关实 施例揭露的相关内容，在此不再赘述。本发明实施例的有源天线设备，通过在检测到任一收发通道出现失效模式时，对 当前的失效模式信息以及各路收发通道对应的当前组DBF系数进行获取，并根据获取得到的信息，采用优化算法，计算更加符合当前失效模式的新一组的DBF系数，并将得到的新的 DBF系数组对应分配到各个收发通道中，从而在无需进行大量预备计算工作的前提下，使得 有源天线能够自动求解得到优化的DBF系数值，并自动地分配给各收发通道，以对的各天 线阵列对应DBF比进行调节，从而调节了整个有源天线设备的性能，降低了失效的收发通 道对有源天线性能的影响。 最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替 换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精 神和范围。
权利要求
1.一种有源天线的失效补偿方法，其特征在于，包括实时地检测多路收发通道各自的DBF系数，以检测各路所述收发通道是否发生失效； 当检测到所述多路收发通道中的任意一路发生失效时，获取当前与所述多路收发通道 对应的当前组DBF系数、以及与当前失效的收发通道对应的失效模式信息，所述当前组DBF 系数包括当前各所述收发通道各自的DBF系数；对所述当前组DBF系数进行优化处理，以计算得到相对于所述当前组DBF系数、更适配 于所述失效模式信息的第一组DBF系数；根据所述第一组DBF系数，对应地对各路所述收发通道的DBF系数进行更新。
2.根据权利要求1所述的有源天线的失效补偿方法，其特征在于，所述实时地检测多 路收发通道各自的DBF系数，以检测各路所述收发通道是否发生失效具体包括通过预设的校准收发通道，分别检测各路所述收发通道的输入信号和输出信号的幅 度、相位和延时信息，所述校准收发通道与每路所述收发通道成耦合关系；根据每路所述收发通道的输入信号和输出信号在幅度、相位和延时信息上的差值，计 算每路所述收发通道的DBF系数；若任意一路所述收发通道的DBF系数与所述收发通道预设的DBF系数的差值大于预设 的最大差值，则确定所述收发通道发生了失效。
3.根据权利要求1或2所述的有源天线的失效补偿方法，其特征在于，所述对所述当前 组DBF系数进行优化处理具体包括以所述当前组DBF系数为基准，生成符合所述失效模式信息的多组DBF系数； 分别求解所述多组DBF系数各自对应的波瓣图指标；若所述多组DBF系数中波瓣图指标最优的一组DBF系数优于所述当前组DBF系数，则 选择所述最优的一组DBF系数作为所述第一组DBF系数；否则，以所述波瓣图指标最优的一组DBF系数为基准，采用预设的优化算法，重新生成 符合所述失效模式信息的多组DBF系数，并返回至执行分别求解生成的多组DBF系数各自 对应的波瓣图指标的步骤，直至计算出优于所述当前组DBF系数的所述第一组DBF系数为 止。
4.根据权利要求1所述的有源天线的失效补偿方法，其特征在于，所述对应地对各路 所述收发通道的DBF系数进行更新之后，所述方法还包括若所述第一组DBF系数未达到预设的优化标准，则继续以所述第一组DBF系数为基准， 计算得到优于所述第一组DBF系数的第二组DBF系数，直至所述第二组DBF系数符合所述 预设的优化标准为止；根据所述第二组DBF系数，对应地对所述各路收发通道的DBF系数进行更新。
5.根据权利要求3所述的有源天线的失效补偿方法，其特征在于所述失效模式信息包括失效的收发通道的通道标识和对应的失效类型，所述失效类型 包括全部失效和部分失效；所述生成符合所述失效模式信息的多组DBF系数具体包括若所述失效的收发通道的失效类型为全部失效，则生成对应所述失效的收发通道的 DBF系数为零的多组DBF系数；若所述失效的收发通道的失效类型为部分失效，则生成对应所述失效的收发通道的DBF系数低于所述失效的收发通道的预设DBF系数的多组DBF系数。
6.一种失效补偿装置，其特征在于，包括DBF系数检测模块，用于实时地检测多路收发通道各自的DBF系数，以检测各路所述收 发通道是否发生失效；信息获取模块，用于当所述DBF系数检测模块检测到所述多路收发通道中的任意一路 发生失效时，获取当前与所述多路收发通道对应的当前组DBF系数、以及与当前失效的收 发通道对应的失效模式信息，所述当前组DBF系数包括当前各所述收发通道各自的DBF系 数；第一优化处理模块，用于对所述当前组DBF系数进行优化处理，以计算得到相对于所 述当前组DBF系数、更适配于所述失效模式信息的第一组DBF系数；第一 DBF系数更新模块，用于根据所述第一优化处理模块计算得到的所述第一组DBF 系数，对应地对各路所述收发通道的DBF系数进行更新。
7.根据权利要求6所述的失效补偿装置，其特征在于，所述DBF系数检测模块具体包括信号检测子模块，用于通过预设的校准收发通道，分别检测各路所述收发通道的输入 信号和输出信号的幅度、相位和延时信息，所述校准收发通道与每路所述收发通道成耦合 关系；DBF系数计算子模块，用于根据所述信号检测子模块检测出的每路所述收发通道的输 入信号和输出信号在幅度、相位和延时信息上的差值，计算每路所述收发通道的DBF系数；失效通道确定子模块，用于若任意一路所述收发通道的DBF系数与所述收发通道预设 的DBF系数的差值大于预设的最大差值，则确定所述收发通道发生了失效。
8.根据权利要求6或7所述的失效补偿装置，其特征在于，所述第一优化处理模块具体 包括DBF系数生成子模块，用于以所述当前组DBF系数为基准，生成符合所述失效模式信息 的多组DBF系数；波瓣图求解子模块，用于分别求解所述DBF系数生成子模块生成的多组DBF系数各自 对应的波瓣图指标；DBF系数选择子模块，用于若所述多组DBF系数中波瓣图指标最优的一组DBF系数优于 所述当前组DBF系数，则选择所述最优的一组DBF系数作为所述第一组DBF系数；指示信息发送子模块，用于若所述多组DBF系数中波瓣图指标最优的一组DBF系数未 优于所述当前组DBF系数，则发送指示信息给所述DBF系数生成子模块，所述指示信息用于 指示所述DBF系数生成子模块以所述波瓣图指标最优的一组DBF系数为基准，继续生成符 合所述失效模式信息的多组DBF系数，直至计算出优于所述当前组DBF系数的所述第一组 DBF系数为止。
9.根据权利要求6所述的失效补偿装置，其特征在于，所述装置还包括第二优化处理模块，用于在所述第一 DBF系数更新模块对应地对各路所述收发通道的 DBF系数进行更新之后，若所述第一组DBF系数未符合预设的优化标准，则继续以所述第一 组DBF系数为基准，计算得到优于所述第一组DBF系数的第二组DBF系数，直至所述第二组 DBF系数符合所述预设的优化标准为止；第二 DBF系数更新模块，用于根据所述第二组DBF系数，对应地对所述各路收发通道的 DBF系数进行更新。
10.根据权利要求8所述的失效补偿装置，其特征在于，所述DBF系数生成子模块具体 用于若所述失效模式信息中指示所述失效的收发通道的失效类型为全部失效，则生成对应 所述失效的收发通道的DBF系数为零的多组DBF系数；若所述失效模式信息中指示所述失效的收发通道的失效类型为部分失效，则生成对应 所述失效的收发通道的DBF系数低于所述失效的收发通道的预设DBF系数的多组DBF系数。
11.一种有源天线设备，其特征在于，包括有源天线模块，以及如权利要求6 10任 一所述的失效补偿装置，所述失效补偿装置与所述有源天线模块相连接，用于在检测多路 收发通道中的任意一路发生失效时，对失效的收发通道的DBF系数进行补偿。
全文摘要
本发明提供一种有源天线的失效补偿方法、装置及有源天线设备，方法包括实时地检测多路收发通道各自的DBF系数；当检测到任意一路收发通道发生失效时，获取当前失效状态下多路收发通道的当前组DBF系数、以及对应的失效模式信息；采用预设的优化算法，对当前组DBF系数进行优化处理，以计算得到相对于当前组DBF系数、更适配于失效模式信息的第一组DBF系数；根据第一组DBF系数，对各路收发通道的DBF系数进行更新。本发明实施例在无需进行大量预备计算工作的前提下，使得有源天线能够自动求解得到优化的DBF系数值，并自动地分配给各收发通道，从而调节了整个有源天线设备的性能，降低了失效的收发通道对有源天线性能的影响。
文档编号H04B7/04GK102142869SQ20101055731
公开日2011年8月3日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者何平华, 刘学儒, 陈建军 申请人:华为技术有限公司