波束成形系統(tǒng)的相位測量
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針對波束成形設(shè)計(jì)了一些多用戶協(xié)議，例如LTE。在LTE中，BBP可以分別調(diào)整資源模塊(RB)的幅度和相位，因此即使在多用戶子幀中也支持用戶專用的波束。
如果BBP將天線1的數(shù)據(jù)移動(dòng)-0.375λ，將天線2的數(shù)據(jù)移動(dòng)-0.125λ，將天線3的數(shù)據(jù)移動(dòng)+0.125λ，并將天線4的數(shù)據(jù)移動(dòng)+0.375λ，則會(huì)產(chǎn)生圖4所示的輻射場型。在這個(gè)波束控制示例中，BBP僅對數(shù)據(jù)應(yīng)用相位校正。該圖還顯示兩個(gè)瓣一致移動(dòng)。如果不需要這樣，可以使用定向天線陣列來消除不需要的瓣，同時(shí)為需要的瓣提供額外增益。
圖4 相對于單根天線響應(yīng)的控制4天線響應(yīng)
圖2和圖4所示的極坐標(biāo)圖反映的是理想情況，假設(shè)信號(hào)完全按照需要到達(dá)各天線。但實(shí)際上會(huì)存在偏差，導(dǎo)致各發(fā)射路徑都存在獨(dú)特的不良相移。這些相移可能會(huì)在每次系統(tǒng)上電時(shí)改變，而且可能隨著器件溫度的變化而改變。當(dāng)發(fā)射機(jī)使用不同的本振，或者當(dāng)?shù)竭_(dá)各發(fā)射機(jī)模塊的本振路徑不同時(shí)，這個(gè)問題尤其突出。不同路徑長度、溫度漂移以及發(fā)射機(jī)路徑之間的本振(LO)相位差所引起的不良相位失調(diào)，可能會(huì)改變輻射場型，從而使系統(tǒng)性能明顯下降。例如，將區(qū)區(qū)5度的誤差增加到各天線信號(hào)時(shí)（因而天線1 = -0.51λ，天線2 = -0.17λ，天線3 = +0.17λ，天線4 = +0.51λ），其結(jié)果如圖5所示。
圖5 存在不良相移的控制4天線響應(yīng)
測量相位
顯而易見，對于波束成形，系統(tǒng)必須能夠測量各發(fā)射機(jī)輸出的相對相位失調(diào)。完成相對相位失調(diào)計(jì)算后，除了用于波束控制的相位和幅度系數(shù)外，BBP還會(huì)對各信號(hào)路徑應(yīng)用一個(gè)校正因數(shù)。
圖6顯示了一種確定相對相位失調(diào)的常用方法，即利用系統(tǒng)中的額外接收機(jī)。所示的曲線路徑同樣是為了強(qiáng)調(diào)從各RF前端到RF開關(guān)的路徑長度必須相等。經(jīng)過下變頻、濾波和發(fā)射信號(hào)數(shù)字化后，計(jì)算相位Tan-1 (Q/I)以得出各路徑的相位失調(diào)。然后，BBP將這些校正因數(shù)應(yīng)用于波束成形系數(shù)。
評(píng)論