波束成形系统的相位测量

可分为多个级别。例如，整个接收机子系统或发射机子系统可以使用一个IC以降低成本。进一步的集成，例如将多个发射机和接收机集成到单个IC中，可以在保持波束成形功能的同时实现最低成本解决方案。

对于时分双工(TDD)系统，将接收机和发射机集成到同一IC封装中还能提供其它好处。这种情况下，接收机和发射机并非同时使用，因此在发送子帧期间，可以让接收机执行其它任务，例如测量发射机输出的相位。图7所示就是这种架构。图中显示的是发送子帧期间的情况。标为"Tx Monitor"的模块是被改派用场的接收机，用于在发送子帧期间测量耦合器的功率并提供I/Q数据输出。对于接收子帧，接收机电路断开Tx Monitor输入，作为正常接收机工作。

第一个2x2收发器的发射和监控路径使用内部LO。第二个2x2收发器的发射和监控路径使用不同的LO。LO的频率相同，但可能存在相位差，而且每次收发器上电时，该相位差可能发生变化。

图7中，Tx Monitor 2的输出相位等于ΦAnt1（从发射路径中的LO 1到耦合器的延迟）加上ΦTxMon2（Tx Monitor路径返回LO 1的延迟）。图中将它表示为Φ(det)。如果两条粗线路径匹配，则Tx Monitor 3的输出 = Φ(det) + ΦAnt2 + ΦLO 2 - ΦLO 1。从该值中减去Φ(det)便得到Ant1与Ant2之间的相位差。其它天线路径的相位差可以类似方式求得。

图7 集成波束成形系统

总结

波束成形是提高覆盖范围，同时减小对其它小区干扰的实用方法。在波束成形中，至关重要的是系统必须能够测量各信号与其相关天线的相对相位。接收机子系统可以执行这种功能，但集成器件能够在保有波束成形好处的同时，显著降低成本。ADI公司的AD9356或AD9357 2x2收发器在同一芯片上集成两个接收机、两个发射监控器和两个发射机，还能够进一步降低成本。