CN109756281A - 用于测量连接射频芯片的传输线的相位的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于将支持高于第四代(4G)系统的数据速率的第五代(5G)通信系统与物联网(IoT)技术融合的通信方法和系统。提供了一种包括第一射频(RF)芯片和第二RF芯片的电子设备。电子设备包括调制解调器、第一RF芯片和第二RF芯片，其中，调制解调器配置成向第二RF芯片发送第一时钟信号，第一RF芯片连接到调制解调器并且配置成从调制解调器接收第二时钟信号，并且第二RF芯片通过传输线电连接到第一RF芯片且配置成从第一RF芯片接收第二时钟信号，并基于第一时钟信号和第二时钟信号测量传输线的相位。第一时钟信号和第二时钟信号具有不同的频率。

Description

用于测量连接射频芯片的传输线的相位的方法和装置
技术领域
本公开总体上涉及一种方法和装置，更具体地，涉及一种用于测量连接射频(RF)芯片的传输线的相位的方法和装置。
背景技术
为了满足自部署4G通信系统以来对无线数据业务的日益增加的需求，已致力于开发改善的5G或前5G通信系统。因此，5G或前5G通信系统也被称为“超4G网络”或“后长期演进(LTE)系统”。5G通信系统被考虑为在更高频(毫米波)频段(例如60GHz频段)中实施，以便实现更高的数据速率。为了减少无线电波的传播损耗并增加传输距离，5G通信系统中探讨了波束成形、大规模多输入多输出(MIMO)、全尺寸MIMO(FD-MIMO)、阵列天线、模拟波束成形、大规模天线技术。此外，在5G通信系统中，正在基于高级小型小区、云无线接入网络(RAN)、超密集网络、设备对设备(D2D)通信、无线回程、移动网络、协作通信、多点协调(CoMP)、接收端干扰消除等进行对系统网络改善的开发。在5G系统中，已开发了作为高级编码调制(ACM)的混合FSK和QAM调制(FQAM)和滑动窗口叠加编码(SWSC)，并且开发了作为高级接入技术的滤波器组多载波(FBMC)、非正交多址(NOMA)和稀疏码多址(SCMA)。
目前，互联网正在发展为物联网(IoT)，其中分布式实体在没有人为干预的情况下交换和处理信息。万联网(IoE)已经出现，它是IoT技术和大数据处理技术通过与云服务器的连接实现的结合。由于IoT实施方案需要诸如传感技术、有线/无线通信和网络基础设施、服务接口技术和安全技术等技术要素，最近有人研究了传感器网络、机器对机器(M2M)通信、机器型通信(MTC)等。这种IoT环境可以提供智能互联网技术服务，这种服务通过收集和分析互联物之间生成的数据，为人类生活创造新的价值。IoT可以通过现有信息技术(IT)和各种工业应用的融合和组合而应用于各种领域，包括智能家居、智能建筑、智能城市、智能汽车或联网汽车、智能电网、医疗保健、智能电器和高级医疗服务。
人们进行了各种尝试以将5G通信系统应用于IoT网络。例如，诸如传感器网络、MTC和M2M通信的技术可以通过波束成形、MIMO和阵列天线来实施。作为上述大数据处理技术，云RAN的应用也可以被视为5G技术和IoT技术融合的示例。
通过无线蜂窝通信进行高速数据传输的需求不断增长。当在当前4G LTE系统中使用载波聚合技术时，理论上支持以Gbps为单位的数据通信，并且这种技术的发展使得高速通信无处不在成为可能。然而，近年来对诸如云计算和超高清(UHD)视频数据传输的几十Gbps以上的超高速数据通信的需求日益增长，并且在下一代蜂窝通信中，许多企业和教育机构已经开发了支持这种大容量超高速数据传输的技术。
目前，5GHz或更小范围内的频段，即蜂窝频段，已经饱和，并且为了支持以Gbps为单位的宽带通信，有必要使用尚未用于蜂窝通信的毫米波段。由于毫米波段因其高频特性而应以不同于现有传统蜂窝通信方法的方式来实施，因此，即使从整个系统的优化的角度来看，也需要不同于现有方法的新方法。特别地，可以应用使用多个RF芯片的系统结构来改善可安装性。
然而，为了在使用多个RF芯片的系统结构中以精确的角度形成波束，需要精确地知道通过各个RF芯片产生的波束的相位。如果各个波束具有不同的相位，则波束成形增益值可能会降低，且由此可能无法以期望的角度产生波束。
发明内容
本公开旨在解决至少上述缺点并提供至少以下优点。
根据本公开的一方面，提供一种包括第一RF芯片和第二RF芯片的电子设备。电子设备包括调制解调器、第一RF芯片和第二RF芯片，其中，调制解调器配置成向第二RF芯片发送第一时钟信号，第一RF芯片连接到调制解调器并且配置成从调制解调器接收第二时钟信号，并且第二RF芯片通过传输线电连接到第一RF芯片且配置成从第一RF芯片接收第二时钟信号并基于第一时钟信号和第二时钟信号测量传输线的相位。第一时钟信号和第二时钟信号具有不同的频率。
根据本公开的一方面，提供一种包括第一RF芯片和第二RF芯片的电子设备。电子设备包括调制解调器、第一RF芯片和第二RF芯片，其中，调制解调器配置成向第一RF芯片发送第一时钟信号和第二时钟信号；第一RF芯片通过传输线电连接到第二RF芯片，并且配置成向第二RF芯片发送第二时钟信号，从第二RF芯片接收对应于第二时钟信号而反馈回的第三时钟信号，并且基于第一时钟信号和第三时钟信号测量传输线的相位；并且第二RF芯片形成为向电子设备外部辐射波束。第一时钟信号和第二时钟信号具有彼此不同的频率。
根据本公开的一方面，提供一种用于测量将第一RF芯片和第二RF芯片彼此连接的传输线的相位的方法。该方法包括由第二RF芯片从调制解调器接收第一时钟信号，由第二RF芯片接收通过第一RF芯片从调制解调器发送的第二时钟信号，由第二RF芯片将第一时钟信号和第二时钟信号输入到相位检测器，以及由第二RF芯片基于相位检测器的输出值和第一时钟信号与第二时钟信号之间的频率差来测量传输线的相位。
附图说明
从下面结合附图的详细描述中，本公开的某些实施例的上述和其他方面、特征和优点将更加明显，在附图中：
图1是根据实施例的扫掠RF芯片的波束的图；
图2是根据实施例的具有多个RF芯片的电子设备的结构图；
图3是根据实施例的具有多个RF芯片的电子设备的结构图；
图4A是根据实施例的RF芯片的内部结构图；
图4B是根据实施例的频分传输的图；
图5是根据实施例的具有多个RF芯片的电子设备的结构图；
图6是根据实施例的RF芯片的内部结构图；
图7A和图7B是根据实施例的相位测量电路的配置图；
图8是根据实施例的通过相位测量电路测量传输线的相位的图；
图9是根据实施例的测量在第一RF芯片和第二RF芯片之间进行连接的传输线的相位的图；以及
图10A和图10B是根据实施例的测量相位的图。
具体实施方式
下面将参照附图描述本公开的实施例。然而，本公开的实施例不限于特定实施例，并且应当被解释为包括本公开的所有修改、改变、等效设备和方法和/或可选实施例。在附图的描述中，相似的附图标记用于相似的元件。
这里使用的术语“具有”、“可以具有”、“包括”和“可以包括”表示相应特征的存在(例如，诸如数值、函数、操作或部件等元素)，并且不排除附加特征的存在。
这里使用的术语“A或B”、“A或/和B中的至少一个”或“A或/和B中的一个或多个”包括与其一同列举的所有可能的项目组合。例如，“A或B”、“A和B中的至少一个”或“A或B中的至少一个”是指(1)包括至少一个A，(2)包括至少一个B，或(3)包括至少一个A和至少一个B两者。
这里使用的术语如“第一”和“第二”可以使用相应的部件，而不论重要性或顺序如何，并且用于区分一个部件和另一个部件而不限制这些部件。这些术语可以用于区分一个元件和另一个元件。例如，第一用户设备和第二用户设备指示不同的用户设备，而不论顺序或重要性如何。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，类似地，第二元件可以被称为第一元件。
应当理解，当一个元件(例如，第一元件)与另一个元件(例如，第二元件)“操作地或通信地联接”/“操作地或通信地联接到”或“连接到”另一个元件(例如，第二元件)时，该元件可以直接与另一个元件联接/联接到另一个元件，并且在该元件和另一个元件之间可以存在中间元件(例如，第三元件)。相反，应当理解，当一个元件(例如，第一元件)与另一个元件(例如，第二元件)“直接联接”/一个元件(例如，第一元件)“直接联接到”或“直接连接到”另一个元件(例如，第二元件)时，则该元件和另一个元件之间没有中间元件(例如，第三元件)。
根据上下文，这里使用的表述“配置成(或设置成)”可以与“适合于”、“有能力……”、“设计成”、“适于”、“制作为”或“能够”互换使用。术语“配置成(设置成)”不一定意味着硬件级别的“专门设计成”。相反，在特定的上下文中，表述“配置成……的装置”可以意味着装置与其他设备或部件一起“能够……”。例如，“配置成(设置成)执行A、B和C的处理器”可以指用于执行相应操作的专用处理器(例如，嵌入式处理器)，或者能够通过运行存储在存储设备中的一个或多个软件程序来执行相应操作的通用处理器(例如，中央处理单元(CPU)或应用处理器(AP))。
描述本公开的各种实施例时使用的术语是为了描述特定实施例，而不是为了限制本公开。本文中使用的单数形式意在也包括复数形式，除非上下文另有清楚地规定。这里使用的所有术语，包括技术或科学术语，都具有与相关领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义，除非另有定义。通常使用的词典中定义的术语应该被解释为具有与相关技术的上下文含义相同或相似的含义，并且不应该被解释为具有理想或夸大的含义，除非在这里有明确定义。根据情况，即使本公开中定义的术语也不应被解释为排除本公开的实施例。
这里使用的术语“模块”可以例如表示包括硬件、软件和固件之一或它们中的两种或多种的组合的单元。“模块”可以与例如术语“单元”、“逻辑”、“逻辑块”、“部件”或“电路”互换使用。“模块”可以是集成部件元件或其一部分的最小单元。“模块”可以是用于执行一种或多种功能或其一部分的最小单元。“模块”可以以机械或电子方式实施。例如，根据本公开的“模块”可以包括专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)和用于执行已知的或将在下文中详述的操作的可编程逻辑设备中的至少一者。
根据本公开的电子设备可以包括例如智能电话、平板个人计算机(PC)、移动电话、视频电话、电子书阅读器(e-book阅读器)、台式PC、笔记本PC、上网本计算机、工作站、服务器、个人数字助理(PDA)、便携式多媒体播放器(PMP)、MPEG-1音频层-3(MP3)播放器、移动医疗设备、照相机和可穿戴设备中的至少一者。可穿戴设备可以包括附件类型(例如手表、戒指、手镯、踝链、项链、眼镜、隐形眼镜或头戴式设备(HMD))、织物或服饰集成类型(例如电子服装)、身体安装类型(例如护皮垫或纹身)和生物可植入类型(例如可植入电路)中的至少一者。
电子设备可以是家用电器。家用电器可以包括例如电视、数字视频盘(DVD)播放器、音频设备、冰箱、空调、真空吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、家庭自动化控制面板、安全控制面板、电视盒(例如Samsung HomeSyncTM、Apple TVTM或GoogleTVTM)、游戏控制台(例如XboxTM和PlayStationTM)、电子词典、电子钥匙、摄像机和电子相框中的至少一种。
电子设备可以包括各种医疗设备(例如，各种便携式医疗测量设备(血糖监测设备、心率监测设备、血压测量设备、体温测量设备等)、磁共振血管造影术(MRA)、磁共振成像(MRI)、计算机断层摄影(CT)机和超声波机))、导航设备、全球定位系统(GPS)接收器、事件数据记录器(EDR)、飞行数据记录器(FDR)、车辆信息娱乐设备、船舶电子设备(例如，船舶导航设备和陀螺罗盘)、航空电子设备、安全设备、汽车音响主机、家用或工业机器人、银行自动柜员机(ATM)、商店销售点(POS)设备或IoT设备(例如，灯泡、各种传感器、电表或煤气表、洒水设备、火灾报警器、恒温器、街灯、烤面包机、体育用品、热水箱、加热器、锅炉等)中的至少一者。
电子设备可以包括家具或建筑物/结构的一部分、电子板、电子签名接收设备、投影仪和各种测量仪器(例如，水表、电表、煤气表和无线电波计)中的至少一者。电子设备可以是上述各种设备中的一者或多者的组合。电子设备也可以是柔性设备。此外，电子设备不限于上述设备，并且可以包括根据新技术的发展而出现的电子设备。
在下文中，将参照附图描述电子设备。在本公开中，术语“用户”表示使用电子设备的人或使用电子设备的设备(例如，人工智能电子设备)。
图1是扫掠RF芯片的波束的图。
在使用毫米波段的通信系统中，与相关技术中的无线通信方法不同，应考虑一种新的方法。特别地，在毫米波段中，随着频率变高，通过RF芯片辐射的波束的增益损耗可能会增加。因此，在毫米波段中，为了最小化波束的增益损耗，可以使用多链结构。
参照图1，一个RF芯片100可以具有四个多链，并且可以通过形成穿过多链的波束来执行波束扫掠(这里所使用的多链可以指多个RF链)。
然而，通过一个RF芯片配置多链存在物理限制。更具体地说，由于能够实施一个RF芯片的面积是有限的，如图1所示，所以在一个RF芯片100中配置的链的数量是有限的。
与图1所示的RF芯片100不同，如果需要，可以在一个RF芯片中实施多达32条链，但是在毫米波通信系统中，根据规范，在一个电子设备中可能会需要256条链或1024条或更多条链。
因此，为了解决上述问题，可以考虑使用多个RF芯片来配置多链的方法。
图2是具有多个RF芯片的电子设备的结构图。
参照图2，电子设备包括一个第一RF芯片200和四个第二RF芯片211、212、213和214。第一RF芯片200和多个第二RF芯片211、212、213和214是能够在毫米波段中执行波束成形的RF芯片。
由于毫米波段使用高频，所以如图2所示，用于实施高频的RF芯片可以被分成第一RF芯片200和多个第二RF芯片211、212、213和214。
由于多个第二RF芯片211、212、213和214被布置在电子设备的端部并将波束辐射到电子设备的外部，因此它们可以被称为前端芯片。此外，如上文参照图1所述，多个第二RF芯片211、212、213和214可以具有多条RF链。
如上文参照图1所述，使用一个RF芯片的RF链的数量是有限的。因此，图2示出了能够通过四个第二RF芯片211、212、213和214增加RF链的数量的实施方案。
如果可以在一个第二RF芯片中实施多达16条RF链，则在图2所示的电子设备中所能够实施的RF链的数量可以是64条(64条RF链＝16条RF链*4)。
如图2所示，第一RF芯片200与第二RF芯片211、212、213和214通过不同的传输线彼此连接。连接在第一RF芯片200与第二RF芯片211、212、213和214之间的传输线可以具有不同的相位。
第一RF芯片200和第二RF芯片211可以通过相位为5°的传输线彼此连接，并且第一RF芯片200和第二RF芯片212可以通过相位为3°的传输线彼此连接。此外，第一RF芯片200和第二RF芯片213可以通过相位为4°的传输线彼此连接，并且第一RF芯片200和第二RF芯片214可以通过相位为7°的传输线彼此连接。
即使第一RF芯片200向第二RF芯片211、212、213和214发送用于生成具有相同相位的波束的控制命令，由于传输线的相位差，各个第二芯片也可能会生成具有不同相位的波束，因此波束可能不会以期望的角度辐射，或者波束的增益值可能会显著降低。
为了解决上述问题，需要一种方法来精确测量连接在第一RF芯片和第二RF芯片之间的传输线的相位，并基于测量出的相位来补偿第一RF芯片和第二RF芯片之间的相位差。
传输线可以指连接在第一RF芯片和第二RF芯片之间的RF信号线。传输线中可以包括物理电缆、PCB和波导。
图3是根据实施例的具有多个RF芯片的电子设备的结构图。
参照图3，一个第一RF芯片200可以连接到四个第二RF芯片211、212、213和214，并且可以连接到调制解调器400。调制解调器400可以是数字调制解调器，并且可以调制和解调通过第一RF芯片200和第二RF芯片211发送和接收的信号。
调制解调器400可以向第一RF芯片200发送第二时钟信号，并且可以向第二RF芯片211发送第一时钟信号。第一时钟信号和第二时钟信号的频率应彼此不同。
测量传输线相位的相位测量电路221、222、223和224可以分别布置在第二RF芯片211、212、213和214上。第一RF芯片200可以将从调制解调器400接收的第二时钟信号分别发送到第二RF芯片211、212、213和214。
布置在相应的第二RF芯片211、212、213和214上的相位测量电路221、222、223和224可以基于第一时钟信号和第二时钟信号测量连接在第一RF芯片200和第二RF芯片211、212、213和214之间的传输线的相位和
将参照图4A和图4B更详细地描述第一RF芯片200和第二RF芯片211、212、213和214的操作。虽然图3示出了一个第一RF芯片200和四个第二RF芯片211、212、213和214布置在电子设备内部的情况，但是本公开的范围不应该局限于如上所述的RF芯片的数量。
图4A是根据实施例的RF芯片的内部结构图。
参照图4A，其示出了第一RF芯片200与第二RF芯片211彼此连接的结构。第一RF芯片200与第二RF芯片212、213和214之间的内部结构可以类似于图4A所示的内部结构。
电子设备可以包括：调制解调器400，其向第二RF芯片211发送第一时钟信号；第一RF芯片200，其连接到调制解调器400以从调制解调器400接收第二时钟信号；以及第二RF芯片211，其通过传输线电连接到第一RF芯片200以从第一RF芯片200接收第二时钟信号并基于第一时钟信号和第二时钟信号测量传输线的相位。
第一RF芯片200可以通过黑盒260控制通过第一RF芯片200发送和接收的信号。由于黑盒260的详细配置与本公开中将要描述的技术特征无关，因此黑盒260可以根据无线通信处理器设计类型具有不同的结构，在描述中将省略对黑盒260的配置的说明。
从调制解调器400接收到第二时钟信号的第一RF芯片200可以通过传输线将第二时钟信号发送到第二RF芯片211。第一RF芯片200和第二RF芯片211可以分别包括频率选择器231和232，并且可以通过传输线同时发送和接收多个频带信号。将参照图4B详细描述通过频率选择器231和232的频分传输方法。
第二RF芯片211可以通过频率选择器232从第一RF芯片200接收第二时钟信号，并且第二时钟信号可以被传送到布置在第二RF芯片211内部的相位测量电路221。
相位测量电路221可以基于通过调制解调器400接收的第一时钟信号和通过第一RF芯片200接收的第二时钟信号测量传输线的相位。第一时钟信号和第二时钟信号可以具有不同的频率。将参照图7A、图7B和图8更详细地描述相位测量电路221的操作。
第二RF芯片211还可以包括黑盒270，黑盒270用于以与第一RF芯片200相同的方式控制通过第二RF芯片211发送和接收的信号，并且第二RF芯片211可以连接到多个天线阵列241和242，以便将波束辐射到电子设备的外部。
第二RF芯片211还可以包括温度传感器。
通常，在毫米波段中，由于操作频率高，传输线的相位可能会根据其温度而改变。因此，第二RF芯片可以通过温度传感器感测或测量温度变化，且如果温度变化量大于或等于预定温度阈值，则第二RF芯片可以基于第一时钟信号和第二时钟信号测量传输线的相位。相位测量电路221可以使用温度作为测量传输线相位的触发条件。
第二RF芯片211还可以包括输出传感器，并且第二RF芯片211可以通过输出传感器感测和测量输出变化，且如果输出变化量大于或等于预定输出阈值，则第二RF芯片可以基于第一时钟信号和第二时钟信号测量传输线的相位。
更具体地，如果通过第二RF芯片输出的信号改变，则所述改变有可能是通过传输线的损耗而发生，并且第二RF芯片可以基于第一时钟信号和第二时钟信号测量传输线的相位。
此外，相位测量电路221除了如上所述基于特定触发条件(温度或输出)测量传输线的相位之外，还可以以预定间隔测量传输线的相位。
图4B是根据实施例的频分传输的图。
参照图4B，第一RF芯片200和第二RF芯片211可以分别包括频率选择器231和232。频率选择器231和232可以包括双工器或三工器。
如果频率选择器231和232由双工器构成，则可以通过传输线同时发送和接收两种频带信号(如果频率选择器由三工器构成，则可以同时发送和接收三种频带信号)。可以通过频率选择器使用频分多址(FDMA)通信方法。
由于频率选择器231和232分别布置在第一RF芯片200和第二RF芯片211上，所以电子设备可以通过第一RF芯片200和第二RF芯片211向外辐射波束，并且可以同时测量传输线的相位。
可以通过传输线发送和接收用于形成波束的信号，并且可以同时通过传输线发送和接收用于测量传输线相位的信号。因此，可以通过与波束辐射同时对传输线的相位进行实时测量来补偿由传输线引起的相位差。
虽然仅描述了双工器和三工器，但是如图4B所示，频率选择器231和232可以通过传输线同时发送和接收n种频带信号。
图5是根据实施例的具有多个RF芯片的电子设备的结构图。
参照图5，一个第一RF芯片200可以连接到四个第二RF芯片211、212、213和214，并且可以连接到调制解调器400。调制解调器400可以是数字调制解调器，并且可以调制和解调通过第一RF芯片200和第二RF芯片211发送和接收的信号。
测量传输线相位的相位测量电路221、222、223和224可以布置在第一RF芯片200上。
第一RF芯片200可以将第二时钟信号发送到各个第二RF芯片211、212、213和214，并且各个第二RF芯片211、212、213和214可以将通过转换第二时钟信号的频率而获得的第三时钟信号发送到第一RF芯片200。
各个相位测量电路221、222、223和224可以基于第三时钟信号和从调制解调器400接收的第一时钟信号来测量连接在第一RF芯片200与各个第二RF芯片211、212、213和214之间的传输线的相位 和
将参照图6更详细地描述第一RF芯片200和第二RF芯片211、212、213和214的操作。虽然图5示出了一个第一RF芯片200和四个第二RF芯片211、212、213和214布置在电子设备内部的情况，但是本公开的范围不应该局限于如上所述的RF芯片的数量。
图6是根据实施例的RF芯片的内部结构图。
参照图6，用于测量连接在第一RF芯片200和第二RF芯片211之间的传输线的相位的相位测量电路221布置在第一RF芯片200内。
从调制解调器400接收到第二时钟信号以测量传输线相位的第一RF芯片200将该信号发送到第二RF芯片211，并且第二RF芯片211通过频率转换器250将第二时钟信号转换成第三时钟信号。
通过频率转换器250转换的第三时钟信号被传送到第一RF芯片200的相位测量电路221，并且相位测量电路221可以基于从调制解调器400接收的第一时钟信号以及第三时钟信号来测量传输线的相位。
时钟信号通过传输线在第一RF芯片200和第二RF芯片211之间来回传递。第一RF芯片200和第二RF芯片211包括频率选择器231和232，并且第二时钟信号和第三时钟信号可以通过传输线同时发送和接收。
此外，如果频率选择器231和232由能够同时发送和接收三个或更多个频带信号的三工器构成，则如上所述，不仅能够通过传输线同时发送和接收用于波束辐射的信号，而且还能够通过传输线同时发送和接收用于传输线测量的第二时钟信号和第三时钟信号，由此能够执行传输线的实时相位测量。
第二RF芯片211的频率转换器250可以通过将第二时钟信号的频率转换成另一频率来生成第三时钟信号。频率转换器250可以将第二时钟信号的频率转换成第三时钟信号的频率，使得第三时钟信号的频率变得低于第二时钟信号的频率。因此，能够通过一条传输线以频分方法同时发送和接收多个信号。
如果第二时钟信号的频率是2GHz，并且频率转换器250将第二时钟信号的频率降低到1/10，则第三时钟信号的频率可以是200MHz，并且相位测量电路221可以基于第三时钟信号的频率和第一时钟信号的频率f1(其中，频率f1为200.1MHz)来测量连接在第一RF芯片200和第二RF芯片211之间的传输线的相位。
图7A和图7B是根据实施例的相位测量电路的配置图。
由于图7A和图7B所示的相位测量电路是基于第一时钟信号和第二时钟信号操作的相位测量电路，所以其可以对应于图3和图4A所示的电子设备结构中的相位测量电路。
参照图7A，相位测量电路可以包括接收第一时钟信号和第二时钟信号的输入的触发器(flip-flop)700。触发器是被称为触发电路的电路，并且能够保持两种稳定状态中的任何一种。如果初始状态为“1”，只要没有相反状态的输入，触发器就持续维持“1”的状态，而如果存在相反信号的输入，则触发器改变为“0”的状态。可以配置各种类型的触发器，诸如R-S触发器、J-K触发器、D触发器和T触发器。
在图7A中，示出了复位触发(RST)触发器作为触发器。RST触发器是一种RS触发器，其中布置有与时钟脉冲同步的输入端，并且触发器的输出可以基于预定真值表而改变。
除了触发器之外，相位测量电路还可以包括负边沿检测器710、计数器720和存储器730。相位测量电路可以通过负边沿检测器710和计数器720在存储器730中记录第一时钟信号和第二时钟信号之间的相位差改变为半周期的时间。通过这种方式，能够实现高分辨率相位测量。
如果第一时钟信号的频率是153.5MHz，而第二时钟信号的频率是153.6MHz，则电路可以具有2.12ps(1/(2*153.5MHz)–1/(2*153.6MHz)＝2.12ps)水平的分辨率，并且这是具有能够通过高频段频率(例如GHz段频率)获得的水平的分辨率。此外，可以通过调节第一时钟信号的频率和第二时钟信号的频率来进一步改善分辨率。更具体地，随着第一时钟信号的频率和第二时钟信号的频率之间的差异减小，相位测量的分辨率可以进一步得到改善。
图7A所示的相位测量电路是用于将传输线的相位差转换成具有与第一时钟信号和第二时钟信号之间的周期差一样高的分辨率的数字值的电路，并且将参照图8描述用于通过该电路测量传输线的相位的方法。
参照图7B，图7B是相位测量电路的示意图，该相位测量电路包括接收第一时钟信号和第二时钟信号的输入的相位检测器740。相位检测器740可以通过比较来测量两个输入信号的频率之间的相位差，并且可以输出对应于该相位差的时钟信号。
相应地，图7B的相位测量电路的操作类似于图7A的相位测量电路的操作，因此图7B所示的相位测量电路的详细说明由参照图7A和图8的说明替代。
为了改善图7A和图7B所示的相位测量电路的分辨率，可以附加考虑第三时钟信号和第四时钟信号。第一时钟信号至第四时钟信号应具有彼此不同的频率，并且相位测量电路可以基于第三时钟信号和第四时钟信号测量传输线的相位。
测量传输线相位的次数变得比使用两个时钟信号时的次数多，因此能够改善传输线相位测量的分辨率。然而，由于在测量传输线的相位时时间和负载可能会变得更大，因此需要考虑如上所述的两个优点和缺点来设计相位测量电路。
相应地，由于图7A和图7B中所示的相位测量电路可以使用能够执行相同操作的其他逻辑电路来实施，因此本公开的范围不应仅限于图7A和图7B中所示的电路结构。
图8是根据实施例的通过相位测量电路测量传输线的相位的图。
参照图8，如上所述，通过触发器输入的第一时钟信号可以具有频率f1，并且第二时钟信号可以具有频率f2。在图8中，第一时钟信号的半周期可以是1/(2f1)，并且第二时钟信号的半周期可以是1/(2f2)。
由于第一时钟信号和第二时钟信号具有彼此不同的频率，因此第二时钟信号可以在第一时钟信号从“1”变为“0”的时刻维持原始状态，并且在这种情况下，触发器的输出可以持续维持“1”的值。
此后，当第一时钟信号和第二时钟信号以相同的方式从“1”改变为“0”，或者从“0”改变为“1”时，触发器的输出可以从“1”改变为“0”。计数器电路可以执行计数，用于以与第一时钟信号和第二时钟信号之间的周期差一样高的分辨率测量传输线的相位，并且在触发器的输出从“1”改变为“0”时，计数器电路可以将计数值存储在存储器中，并且使用计数值测量传输线的相位。
更具体地，如果如上所述第一时钟信号的频率是153.5MHz，并且第二时钟信号的频率是153.6MHz，则第一时钟信号和第二时钟信号之间的周期差变为2.12ps。此外，如果计数器电路对触发器的输出从“1”变为“0”的时间进行10次计数，则传输线的相位可以基于21.2ps(＝2.12ps*10)的值来确定。
此后，为了再次测量传输线的相位，应将相位测量电路复位，且之后以与上述相同的方式，可以基于触发器的输出从“1”变为“0”时计数器电路所计得的值来测量传输线的相位。
测量传输线相位的最小单位可以由第一时钟信号和第二时钟信号之间的半周期差来确定，且即使使用具有低频率的第一时钟信号和第二时钟信号，也能够实现高分辨率相位测量。
图9是根据实施例的测量连接在第一RF芯片和第二RF芯片之间的传输线的相位的图。
参照图9，在步骤S910处，第二RF芯片可以从调制解调器接收第一时钟信号。此外，在步骤S920处，第二RF芯片可以通过第一RF芯片接收由调制解调器发送的第二时钟信号，并且在步骤S930处，第二RF芯片可以将第一时钟信号和第二时钟信号输入到相位检测器。
对于本领域普通技术人员来说将显而易见的是，相位检测器可以换成另一种类型的电路(触发器电路)。
在步骤S940处，可以基于相位检测器的输出值和第一时钟信号与第二时钟信号之间的频率差来测量传输线的相位。通过步骤S940测量传输线相位的方法已参照图8进行描述。
图10A和图10B是根据实施例的测量相位的图。
能够在使用RF芯片发送和接收用于发送波束的信号的同时实时测量传输线的相位。
然而，为了如上所述测量传输线的相位，需要在RF芯片之间发送和接收诸如第一时钟信号和第二时钟信号的信号。因此，这种信号发送和接收可能会充当RF芯片上的负载，且因为这一点，RF芯片的效率可能会下降。
因此，为了有效地测量传输线的相位，有必要在传输线相位改变的可能性高的环境中增加测量传输线相位的次数，并且在传输线相位改变的可能性低的环境中减少测量传输线相位的次数。
参照图10A和图10B，图10A示出了基于RF芯片的温度变化来测量传输线相位的方法，且图10B示出了基于RF芯片的输出变化来测量传输线相位的方法。
参照图10A，在步骤S1010处，可以感测第二RF芯片的温度变化。更具体地，如上所述，第二RF芯片本身可以包括温度变化感测传感器，并且使用该传感器，能够感测温度变化。
在步骤S1020处，第二RF芯片可以确定感测到的温度变化是否大于或等于温度阈值。更具体地，如果感测到的温度变化是30℃，并且温度阈值是20℃，则可以确定通过步骤S1020感测到的温度变化大于或等于温度阈值。
如果步骤S1020处的温度变化小于温度阈值，则当前的传输线相位与先前测量的传输线相位之间存在较大差异的可能性低，并且第二RF芯片不测量传输线的相位。
相反，如果温度变化大于或等于温度阈值，则当前的传输线相位与先前测量的传输线相位之间存在差异的可能性高，并且第二RF芯片可以在步骤S1030处测量传输线的相位。
参照图10B，在步骤S1040处，可以感测第二RF芯片的输出变化。更具体地，如上所述，第二RF芯片本身可以包括输出变化感测传感器，并且使用该传感器，能够感测输出变化。
在步骤S1050处，第二RF芯片可以确定感测到的输出变化是否大于或等于输出阈值，并且如果步骤S1050处的输出变化小于输出阈值，则当前的传输线相位与先前测量的传输线相位之间存在较大差异的可能性低，并且第二RF芯片不测量传输线的相位。
相反，如果输出变化大于或等于输出阈值，则当前的传输线相位与先前测量的传输线相位之间存在差异的可能性高，并且可以在步骤S1060处测量传输线的相位。
虽然图10A和图10B仅示出了基于第二RF芯片的温度变化和输出变化测量传输线相位的方法，但是也有可能在第一RF芯片中包括相位测量电路的情况下，基于第一RF芯片的温度变化和输出变化来确定是否测量传输线相位。因此，本公开的范围不应仅限于图10A和图10B所示的技术特征。
本公开提供了一种能够在使用多个RF芯片的系统结构中精确测量通过各个RF芯片形成的波束的相位的方法。更具体地，本公开提供了一种在无线通信系统包括第一RF芯片和第二RF芯片的情况下，能够精确测量连接在第一RF芯片和第二RF芯片之间的传输线的相位的方法。
根据本公开的方面，能够增加低功率下的连接多个RF芯片的传输线的相位测量次数，且由此能够精确地测量传输线的相位。
另外，根据本公开的方面，能够通过以两种或更多种频率执行相位测量来改善相位测量的精度。
此外，根据本公开中的传输线相位测量方法，由于能够通过使面积和功率增加最小化来精确测量传输线的相位，因此基于这一点的传输线相位补偿成为可能，且因此，甚至在波束通过RF芯片辐射到电子设备的外部时也能够实现传输线相位的实时测量以及基于这种传输线相位实时测量的相位补偿。
本公开的各种实施例可以通过包括指令的软件来实施，所述指令存储在可由机器(例如，计算机)读取的机器可读存储介质中。机器可以是从机器可读存储介质调用指令并根据所调用的指令进行操作的设备，并且可以包括电子设备。当指令由处理器执行时，处理器可以直接执行或通过使用处于处理器的控制下的其他部件来执行对应于指令的功能。指令可以包括由编译器或解释器生成或运行的代码。机器可读存储介质可以以非暂时性存储介质的形式提供。这里，本文中使用的术语“非暂时性”是对介质本身(即，有形的，而非信号)的限制，而并非对数据存储持久性的限制。
根据实施例，根据本公开中所公开的各种实施例的方法可以作为计算机程序产品的一部分来提供。计算机程序产品可以作为产品在卖方和买方之间交易。计算机程序产品可以以机器可读存储介质(例如，光盘只读存储器(CD-ROM))的形式分发，或者可以仅通过应用商店(例如，Play StoreTM)分发。在在线分发的情况下，计算机程序产品的至少一部分可以在存储介质(诸如制造商服务器、应用商店服务器或中继服务器)中临时存储或生成。
根据各种实施例的每个部件(例如，模块或程序)可以包括上述部件中的至少一个，并且可以省略上述子部件的一部分，或者还可以包括附加的其他子部件。可选地或附加地，一些部件可以集成在一个部件中，并且可以执行与集成之前由每个相应部件执行的功能相同或相似的功能。根据本公开的各种实施例由模块、程序或其他部件执行的操作可以按顺序、并行地、反复地或以启发式方法执行。此外，至少一些操作可以按不同的顺序执行、可被省略或者可以添加其他操作。
虽然已参照本公开的某些实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员将理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。因此，本公开的范围不应被限定为受限于各实施例，而应由所附权利要求及其等同项来限定。

Claims (20)

1.一种包括第一射频芯片和第二射频芯片的电子设备，所述电子设备包括：
调制解调器，配置成向所述第二射频芯片发送第一时钟信号；
所述第一射频芯片，连接到所述调制解调器并且配置成从所述调制解调器接收第二时钟信号；以及
所述第二射频芯片，通过传输线电连接到所述第一射频芯片，并且配置成从所述第一射频芯片接收所述第二时钟信号，并且基于所述第一时钟信号和所述第二时钟信号测量所述传输线的相位，
其中，所述第一时钟信号和所述第二时钟信号具有不同的频率。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，
所述第二射频芯片包括相位检测器，所述相位检测器配置成接收所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的输入，以及
其中，所述第二射频芯片基于所述相位检测器的输出变化来测量所述传输线的相位。
3.根据权利要求1所述的电子设备，其中，
所述第二射频芯片包括触发器，所述触发器配置成接收所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的输入，以及
其中，所述第二射频芯片基于所述触发器的输出变化来测量所述传输线的相位。
4.根据权利要求3所述的电子设备，其中，所述第二射频芯片还包括计数器，所述计数器配置成对所述触发器的输出值的改变进行计数，以及
其中，如果所述触发器的输出值改变，则所述第二射频芯片基于所述计数器的输出值和所述第一时钟信号与所述第二时钟信号之间的频率差来测量所述传输线的相位。
5.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述第一射频芯片和所述第二射频芯片分别包括频率选择器，所述频率选择器配置成使得能够通过所述传输线发送和接收多个频带信号。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其中，
所述调制解调器向所述第二射频芯片发送第三时钟信号，
所述第一射频芯片从所述调制解调器接收第四时钟信号，
所述第二射频芯片从所述第一射频芯片接收所述第四时钟信号，并且基于所述第三时钟信号和所述第四时钟信号测量所述传输线的相位，以及
所述第一时钟信号至所述第四时钟信号具有彼此不同的频率。
7.根据权利要求1所述的电子设备，其中，
所述第二射频芯片包括温度传感器，所述温度传感器配置成感测所述第二射频芯片的温度，以及
其中，如果通过所述温度传感器感测到的所述第二射频芯片的温度变化大于或等于预定温度阈值，则所述第二射频芯片基于所述第一时钟信号和所述第二时钟信号测量所述传输线的相位。
8.根据权利要求1所述的电子设备，其中，
所述第二射频芯片包括输出传感器，所述输出传感器配置成感测所述第二射频芯片的输出，以及
其中，如果通过所述输出传感器感测到的所述第二射频芯片的输出变化大于或等于预定输出阈值，则所述第二射频芯片基于所述第一时钟信号和所述第二时钟信号测量所述传输线的相位。
9.一种包括第一射频芯片和第二射频芯片的电子设备，所述电子设备包括：
调制解调器，配置成向所述第一射频芯片发送第一时钟信号和第二时钟信号；
所述第一射频芯片，通过传输线电连接到所述第二射频芯片，并且配置成将所述第二时钟信号发送到所述第二射频芯片，从所述第二射频芯片接收对应于所述第二时钟信号而反馈回的第三时钟信号，并且基于所述第一时钟信号和所述第三时钟信号测量所述传输线的相位；以及
所述第二射频芯片，形成为将波束辐射到所述电子设备的外部，
其中，所述第一时钟信号和所述第二时钟信号具有彼此不同的频率。
10.根据权利要求9所述的电子设备，其中，
所述第一射频芯片包括相位检测器，所述相位检测器配置成接收所述第一时钟信号和所述第三时钟信号的输入，以及
其中，所述第一射频芯片基于所述相位检测器的输出变化来测量所述传输线的相位。
11.根据权利要求9所述的电子设备，其中，
所述第一射频芯片包括触发器，所述触发器配置成接收所述第一时钟信号和所述第三时钟信号的输入，以及
其中，所述第一射频芯片基于所述触发器的输出变化来测量所述传输线的相位。
12.根据权利要求11所述的电子设备，其中，
所述第一射频芯片还包括计数器，所述计数器配置成对所述触发器的输出值的改变进行计数，以及
其中，如果所述触发器的输出值改变，则所述第一射频芯片基于所述计数器的输出值和所述第一时钟信号与所述第三时钟信号之间的频率差来测量所述传输线的相位。
13.根据权利要求9所述的电子设备，其中，所述第一射频芯片和所述第二射频芯片分别包括频率选择器，所述频率选择器配置成使得能够通过所述传输线发送和接收多个频带信号。
14.根据权利要求9所述的电子设备，其中，
所述第二射频芯片包括频率转换器，以及
其中，所述第二时钟信号的频率通过所述频率转换器转换成所述第三时钟信号的频率。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其中，所述第二时钟信号的频率高于所述第三时钟信号的频率。
16.根据权利要求9所述的电子设备，其中，
所述第一射频芯片包括温度传感器，所述温度传感器配置成感测所述第一射频芯片的温度，以及
其中，如果通过所述温度传感器感测到的所述第一射频芯片的温度变化大于或等于预定温度阈值，则所述第一射频芯片基于所述第一时钟信号和所述第三时钟信号来测量所述传输线的相位。
17.根据权利要求9所述的电子设备，其中，
所述第一射频芯片包括输出传感器，所述输出传感器配置成感测所述第一射频芯片的输出，并且
其中，如果通过所述输出传感器感测到的所述第一射频芯片的输出变化大于或等于预定输出阈值，则所述第一射频芯片基于所述第一时钟信号和所述第三时钟信号测量所述传输线的相位。
18.一种用于测量将第一射频芯片和第二射频芯片彼此连接的传输线的相位的方法，其包括：
由所述第二射频芯片从调制解调器接收第一时钟信号；
由所述第二射频芯片接收通过所述第一射频芯片从所述调制解调器发送的第二时钟信号；
由所述第二射频芯片将所述第一时钟信号和所述第二时钟信号输入到相位检测器；以及
由所述第二射频芯片基于所述相位检测器的输出值和所述第一时钟信号与所述第二时钟信号之间的频率差来测量所述传输线的相位。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括：
由所述第二射频芯片感测所述第二射频芯片的温度；以及
如果所述第二射频芯片的温度变化大于或等于预定温度阈值，则由所述第二射频芯片基于所述相位检测器的所述输出值和所述第一时钟信号与所述第二时钟信号之间的频率差来测量所述传输线的相位。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括：
由所述第二射频芯片感测所述第二射频芯片的输出；以及
如果所述第二射频芯片的输出变化大于或等于预定输出阈值，则由所述第二射频芯片基于所述相位检测器的所述输出值和所述第一时钟信号与所述第二时钟信号之间的频率差来测量所述传输线的相位。
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