波束成形系統的相位測量

作者：時間：2011-04-21 來源：網絡

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圖6 具有發射路徑相位檢測功能的4天線波束成形系統

下變頻處理要求一個全功能接收機子系統，但接收路徑的最大增益不需要像正常接收機那樣高。這種解決方案會增加成本，但波束成形帶來的利益更大。

通過集成降低成本

提高集成度可以在保有波束成形好處的同時，降低圖6實現方案的成本。集成可分為多個級別。例如，整個接收機子系統或發射機子系統可以使用一個IC以降低成本。進一步的集成，例如將多個發射機和接收機集成到單個IC中，可以在保持波束成形功能的同時實現最低成本解決方案。

對于時分雙工(TDD)系統，將接收機和發射機集成到同一IC封裝中還能提供其它好處。這種情況下，接收機和發射機并非同時使用，因此在發送子幀期間，可以讓接收機執行其它任務，例如測量發射機輸出的相位。圖7所示就是這種架構。圖中顯示的是發送子幀期間的情況。標為“Tx Monitor”的模塊是被改派用場的接收機，用于在發送子幀期間測量耦合器的功率并提供I/Q數據輸出。對于接收子幀，接收機電路斷開Tx Monitor輸入，作為正常接收機工作。

第一個2x2收發器的發射和監控路徑使用內部LO。第二個2x2收發器的發射和監控路徑使用不同的LO。LO的頻率相同，但可能存在相位差，而且每次收發器上電時，該相位差可能發生變化。

圖7中，Tx Monitor 2的輸出相位等于ΦAnt1（從發射路徑中的LO 1到耦合器的延遲）加上ΦTxMon2（Tx Monitor路徑返回LO 1的延遲）。圖中將它表示為Φ(det)。如果兩條粗線路徑匹配，則Tx Monitor 3的輸出 = Φ(det) + ΦAnt2 + ΦLO 2 - ΦLO 1。從該值中減去Φ(det)便得到Ant1與Ant2之間的相位差。其它天線路徑的相位差可以類似方式求得。

圖7 集成波束成形系統

總結

波束成形是提高覆蓋范圍，同時減小對其它小區干擾的實用方法。在波束成形中，至關重要的是系統必須能夠測量各信號與其相關天線的相對相位。接收機子系統可以執行這種功能，但集成器件能夠在保有波束成形好處的同時，顯著降低成本。ADI公司的AD9356或AD9357 2x2收發器在同一芯片上集成兩個接收機、兩個發射監控器和兩個發射機，還能夠進一步降低成本。