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波束成形系統的相位測量
作者：
時(shí)間：2011-04-21
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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針對波束成形設計了一些多用戶(hù)協(xié)議，例如LTE。在LTE中，BBP可以分別調整資源模塊(RB)的幅度和相位，因此即使在多用戶(hù)子幀中也支持用戶(hù)專(zhuān)用的波束。
如果BBP將天線(xiàn)1的數據移動(dòng)-0.375λ，將天線(xiàn)2的數據移動(dòng)-0.125λ，將天線(xiàn)3的數據移動(dòng)+0.125λ，并將天線(xiàn)4的數據移動(dòng)+0.375λ，則會(huì )產(chǎn)生圖4所示的輻射場(chǎng)型。在這個(gè)波束控制示例中，BBP僅對數據應用相位校正。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(xiàn)陣列來(lái)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(xiàn)響應的控制4天線(xiàn)響應
圖2和圖4所示的極坐標圖反映的是理想情況，假設信號完全按照需要到達各天線(xiàn)。但實(shí)際上會(huì )存在偏差，導致各發(fā)射路徑都存在獨特的不良相移。這些相移可能會(huì )在每次系統上電時(shí)改變，而且可能隨著(zhù)器件溫度的變化而改變。當發(fā)射機使用不同的本振，或者當到達各發(fā)射機模塊的本振路徑不同時(shí)，這個(gè)問(wèn)題尤其突出。不同路徑長(cháng)度、溫度漂移以及發(fā)射機路徑之間的本振(LO)相位差所引起的不良相位失調，可能會(huì )改變輻射場(chǎng)型，從而使系統性能明顯下降。例如，將區區5度的誤差增加到各天線(xiàn)信號時(shí)（因而天線(xiàn)1 = -0.51λ，天線(xiàn)2 = -0.17λ，天線(xiàn)3 = +0.17λ，天線(xiàn)4 = +0.51λ），其結果如圖5所示。
圖5 存在不良相移的控制4天線(xiàn)響應
測量相位
顯而易見(jiàn)，對于波束成形，系統必須能夠測量各發(fā)射機輸出的相對相位失調。完成相對相位失調計算后，除了用于波束控制的相位和幅度系數外，BBP還會(huì )對各信號路徑應用一個(gè)校正因數。
圖6顯示了一種確定相對相位失調的常用方法，即利用系統中的額外接收機。所示的曲線(xiàn)路徑同樣是為了強調從各RF前端到RF開(kāi)關(guān)的路徑長(cháng)度必須相等。經(jīng)過(guò)下變頻、濾波和發(fā)射信號數字化后，計算相位Tan-1 (Q/I)以得出各路徑的相位失調。然后，BBP將這些校正因數應用于波束成形系數。
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