KR0162834B1 - 전치왜곡기의 왜곡특성 제어장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위와 기재된 발명이 속한 기술분야

무선통신시스템 송신기의 전치왜곡기의 왜곡특성을 제어하는 장치

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

송신기내 출력증폭기의 왜곡특성에 따른 전체왜곡기의 왜곡특성을 유연하게 맞출 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 송신기 출력레벨의 변화에 따른 IMD(Inter modualtion)신호성분을 디지털 데이터화시켜 저장해놓고 출력레벨의 변화에 맞는 왜곡을 가지도록 왜곡제어전압을 발생하도록 하여 전치왜곡기의 왜곡특성 제어한다.

4. 발명의 중요한 용도

위성통신 및 디지털전송장치등의 비선형왜곡특성을 보상시켜 주는 회로.

Description

전치왜곡기의 왜곡특성 제어장치 및 방법

제1도는 일반적인 전치왜곡기의 구체 블록구성도.

제2도는 제1도의 전치왜곡기를 이용하여 선형화된 무선신호를 출력하는 송신기를 보여주는 도면.

제3도는 본 발명에 따른 왜곡제어전압을 전치왜곡기에 제공하는 무선송신기의 블록 구성도.

제4도는 비선형 특성을 데이터화하기 위해 사용되는 왜곡제어전압을 측정하는 블록 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 전치왜곡기 22 : 출력증폭기

40 : D/A 변환부 42 : ERROM

44 : 모니터링부 46 : 왜곡제어부

50 : 투-톤 발생기 54 : 스펙트럼 분석기

본 발명은 무선통신시스템의 송신기에 관한 것으로, 특히 롬데이터를 이용하여 전송신호의 왜곡을 보상하는 전치왜곡기의 왜곡특성을 제어하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

무선전송장치의 고출력송신기에서 발생하는 비선형 특성은 전송신호의 왜곡을 가져와 전송특성의 열화를 가져온다. 이를 보상하기 위하여 송신기의 입력단에서는 송신기의 고출력증폭기에서 생기는 비선형왜곡특성에 반대되는 비선형 왜곡특성을 미리 발생시키게 한다. 이렇게 하여 주는 회로는 전치왜곡기(pre-distorter)이다. 상기 전치왜곡기에서 발생하는 비선형왜곡특성은 뒷단의 고출력증폭기에서 생기는 왜곡특성과 서로 상쇄되어진다. 무선전송장치에 사용되는 고출력증폭기의 출력레벨은 상대편 수신기의 입력레벨에 의해 조정되는 기능, 즉 자동출력 전력제어(automatic power conto rl) 기능을 가질 수 있다. 이때 출력레벨의 변화에 따라 고출력증폭기의 왜곡특성도 변하게 되는데 이에 따라 전치왜곡기의 왜곡특성도 변화시켜야 한다.

제1도는 일반적인 전치왜곡기(1)의 구성을 보여주고 있다. 그리고 제2도는 제1도의 전치왜곡기(1)를 이용하여 선형화된 무선신호를 출력하는 송신기를 보여 주고 있다. 이때 전치왜곡기(1)는 출력레벨에 따라 왜곡특성을 변화시킨다. 상기 왜곡특성을 변화시키는 것은 왜곡제어전압 Vc이다.

먼저, 제1도를 참조하여 전치왜곡기(1)의 동작을 간략히 설명한다. 전치왜곡기(1)는 변조된 신호(a)를 입력신호를 받아들인다. 그리고 이 신호를 왜곡발생기(12)에서 충분한 왜곡을 가질 수 있게 제1증폭기(2)에서 증폭시킨다. 그리고 전력분배기(4)를 이용하여 지연보상회로(6)와 왜곡발생기(12)로 전력을 분배한다. 왜곡발생기(12)는 3차항 왜곡특성을 가지며 왜곡을 수행한다. 그후 왜곡발생기(12)의 출력신호는 왜곡조정회로(14)에 인가되어 왜곡의 크기 및 위상 조정을 거친 후 전력결합기(8)을 거쳐 지연보상회로(6)에서 지연보상된 신호와 합쳐진다. 이때 지연보상된 신호에 대한 왜곡신호는 보상하고자 하는 출력증폭기의 왜곡특성과 180°위상차를 가지게 한다. 전력결합기(8)의 출력은 제1증폭기(2)와 같은 크기로 제2증폭기(10)에서 증폭된 후 왜곡된 변조신호(b)로 출력된다. 제1도에서는 입력신호인 변조신호(a)와 출력신호인 왜곡된 변조신호(b)의 주파수스펙트럼을 함께 보여주고 있다.

제1도의 전치왜곡기(1)에서 수행되는 전치왜곡 과정은 보통 중간주파수 대역에서 이루어진다.

제2도를 참조하면, 제1도의 전치왜곡기(1)로부터 출력되는 왜곡된 신호(b)(중간주파수대역)는 상승변환기(20)을 거쳐 무선주파수대역의 출력증폭기(22)로 입력되고 출력증폭기(22)의 비선형 왜곡특성과 서로 상쇄되어 선형화된 무선신호(b)가 방향성결합기(24)로 출력된다.

이때 제2도에서는 전치왜곡기(1)의 출력레벨에 따라 왜곡특성을 변화시키기 위해 왜곡제어전압 Vc를 상기 전치왜곡기(1)에 제공한다. 상기 왜곡제어전압 Vc가 발생하는 과정을 설명한다. 방향성결합기(24)는 출력증폭기(22)의 출력을 분배하여 국부하강변환기(30)로 인가한다. 방향성결합기(24)로부터 출력되는 무선신호는 국부하강변환기(30)을 통하여 중간주파수대역으로 변환되고 대역여파기(32)를 거쳐서 IDM(Inter-modulation) 신호로 출력된다. 상기 대역여파기(32)는 상기 IDM의 전력이 최소화될 수 있도록 대역여파를 수행한다. 대역여파기(32)의 출력인 IDM신호는 전력레벨검출기(34)에서 전력레벨이 검출된다. 제어기(36)에서는 상기 검출된 전력에 응답하여 왜곡제어전압 Vc를 전치왜곡기(1)에 제공한다.

한편, 제2도에서, 국부발진기(28)는 국부발진신호를 제공하며 전력분배기(26)는 국부발진기(28)의 국부발진신호를 상승변환기(20) 및 국부하강변환기(30)에 제공한다.

그러나 제2도와 같은 송신기의 구성은, 출력레벨에 따라 왜곡특성을 변화시키기 위한 왜곡제어전압 Vc를 전치왜곡기(1)에 제공하기 위하여 국부하강변환기(30), 대역여파기(32), 전력레벨검출기(34) 및 제어기(36) 등의 부가회로를 구비하여야 하는 단점이 있었다. 그리고 출력증폭기의 왜곡특성에 따른 전치왜곡기의 왜곡특성을 유연하게 맞출 수 없는 애로사항이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 송신기내 출력증폭기의 왜곡특성에 따른 전체왜곡기의 왜곡특성을 유연하게 맞출 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 송신기 출력레벨의 변화에 따른 IMD신호성분을 디지털 데이터화시켜 저장해놓고 출력레벨의 변화에 맞는 왜곡을 가지도록 왜곡제어전압을 발생하도록 하는 전치왜곡기의 왜곡특성 제어장치 및 방법을 제공하는데 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서 동일한 부품 및 구성은 가능한한 어느 곳에 든지 동일한 참조번호 및 부호를 나타내고 있음을 유의하여야 한다.

제3도는 본 발명에 따른 왜곡제어전압을 전치왜곡기(1)에 제공하는 무선송신기의 블록 구성도를 보여주고 있다. 전치왜곡기(1), 상승변환기(20), 출력증폭기(22) 및 국부발진기(28)는 종래의 도면인 제1도의 구성요소와 동일하다. 그러나, 본 발명의 특징에 따라, 제3도는 비선형 왜곡 특성을 데이터화하여 기억시키는 기억소자인 EPROM(42)와, EPROM(42)의 출력데이타를 아나로그신호로 변환시켜 전치왜곡기(1)에 왜곡제어전압 Vc를 제공하는 D/A변환기(40), 출력증폭기(22)의 출력레벨을 모니터링하는 모니터링부(46)와, 모니터링부(46)의 모니터링값에 따라 왜곡조정을 위해 EPROM(42)를 제어하는 왜곡제어부(46)에 새롭게 구비된다.

본 발명에서는 우선, 출력전력제어신호를 이용하여 출력증폭기(22)의 소정 출력레벨을 세팅한 후 이를 보상시켜 주는 왜곡의 진폭과 위상에 맞은 왜곡제어전압 Vc를 측정하고, 이를 디지털데이터로 변환한다. 같은 방법으로 사용되어지는 상기 출력증폭기(22)의 모든 출력레벨에 대해서도 각각의 왜곡제어전압 Vc를 측정하고, 이를 디지털데이터로 변환한다. 이렇게 하여 모든 왜곡제어전압이 디지털데이터화되면 이를 EPROM데이타화시켜 EPROM(42)에 맵핑한다. 이때 상기 출력전력제어신호는 EPROM(42)의 어드레스로 사용되게 한다.

하기의 표(1)은 어드레스로 사용되는 출력전력제어신호와 왜곡제어전압 및 EPROM데이타를 EPROM(42)에 맵핑한 실제적인 예이다.

상기 표1과 같은 EPROM데이타를 얻기 위해서는, 출력증폭기(22)의 출력레벨에 대응되는 왜곡제어전압을 측정해야 한다. 이를 위하여 본 발명에서는 제4도와 같은 시스템을 구성한다.

먼저 시스템을 셋-업시킨 후 변조신호(입력신호)로서 투-톤(Two-tone)(또는 쓰리-톤(Three-tone))의 신호를 전치왜곡기(1)에 인가한다. 이때 측정자는 왜곡제어신호 Vc의 값을 가변저항(52)의 저항값을 수동으로 조정하여 가며 출력증폭기(22)의 전력스펙트럼을 스펙트럼분석기(54)로 관찰한다. 측정자는 스펙트럼분석기(64)를 관찰할 때 상기 스펙트럼이 60dBm 이상의 충분히 큰 IMD억압(Suppression)이 일어날 때의 출력전력제어신호를 측정한다. 측정된 출력전력제어신호는 이진논리값으로 바뀌어 EPROM(42)에 맵핑된다.

상기와 같은 EPROM(42)에 데이터들이 맵핑된후 전치외곡을 수행하는 본 발명의 동작은 다음과 같이 수행된다. 모니터링부(44)는 출력증폭기(22)의 출력레벨을 모니터링하여 왜곡제어부(46)에 주면, 왜곡제어부(46)는 그에 대응하는 출력전력제어신호인 어드레스를 EPROM(42)에 인가한다. 따라서 EPROM(42)에서는 전기한 표1에 기재된바와 같이 상기 어드레스에 상응하는 EPROM데이타를 D/A변환기(40)에 출력한다. D/A변환기(40)는 상기 EPROM데이타를 아나로그신호로 변환한다. 상기 아나로그신호는 상기 EPROM에 대응된 왜곡제어신호 Vc로서, 전치왜곡기(1)에 제공된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 왜곡제어전압을 전치왜곡기에 제공하는 것을 기억소자를 이용하므로 아래와 같은 작용효과를 가진다. 첫 번째로 종래의 국부하강변환기, 대역여파기, 전력레벨검출기, 제어기 등의 부가 회로없이 출력레벨에 대한 왜곡제어전압을 얻을 수 있다. 둘째로, 출력증폭기의 왜곡특성에 따른 전치왜곡기의 왜곡특성을 유연하게 맞출 수 있다. 셋째로, 시스템의 다른 부분, 즉 상승변화기와 하강변환기, 증폭기 등에서 생기는 왜곡특성도 쉽게 디지털데이터화하여 보상시킬 수 있다.

Claims (5)

1. 출력증폭기에서 생기는 비선형 왜곡특성에 반대되는 비선형 왜곡특성을 미리 발생시켜주는 전치왜곡기와, 상기 전치왜곡기의 출력주파수를 무선주파수대역으로 변환시켜 상기 출력증폭기로 출력하는 상승변환기를 포함하는 무선통신시스템 송신기에서 상기 전치왜곡기의 비선형 왜곡특성을 제어하는 장치에 있어서, 상기 출력증폭기의 출력레벨을 모니터링하는 모니터링수단과, 상기 전치왜곡기의 비선형 왜곡특성을 미리 디지털데이터로 저장하는 저장수단과, 상기 모니터링수단의 출력레벨에 대응하여 상기 저장수단에 저장된 소정 비선형 왜곡특성 디지털데이타를 출력제어하는 왜곡제어수단과, 상기 왜곡제어수단에 의하여 출력되는 비선형왜곡특성 디지털데이타를 아나로그신호를 변환하여 상기 전치왜곡기에 제공하는 디지털/아나로그변환수단으로 구성함을 특징으로 전치왜곡기의 왜곡특성 제어장치/
2. 제1항에 있어서, 상기 저장수단은 상기 출력레벨에 대응하여 하기 표1과 같은 EPROM데이타를 맵핑하고 있음을 특징으로 하는 전치왜곡기의 왜곡특성 제어장치.
3. 무선통신시스템 송신기에서 전치왜곡기의 비선형 왜곡특성을 제어하는 방법에 있어서, 상기 송신기를 셋-업시킨 후 변조신호로서 투-톤(Two-tone)의 신호를 상기 전치왜곡기에 인가하는 제1과정과, 제1과정에 응답하여 전치왜곡기의 비선형 왜곡특성조정을 위한 왜곡제어전압의 값을 수동으로 조정하여 가며 상기 전치왜곡기에 인가시키는 제2과정과, 상기 제1과정 및 제2과정에 응답하여 상기 송신기의 출력증폭기에서 발생하는 출력레벨의 전력스펙트럼을 분석하는 제3과정과, 상기 제3과정의 분석에서 비선형왜곡특성의 충분한 억압이 일어날 때 상기 출력증폭기의 출력전력제어신호를 측정하는 제4과정과, 상기 출력제어신호를 왜곡제어전압에 상응하는 디지털데이타로 변환시켜 저장수단에 저장하는 제5과정과, 상기 전치왜곡기에 인가되는 실제 변조신호에 따른 상기 출력증폭기 출력레벨의 출력제어신호에 응답하여 상기 저장수단의 소정 디지털데이타를 출력하는 제6과정과, 상기 제6과정의 디지털데이타를 아나로그의 왜곡제어전압으로 변환하여 상기 전치왜곡기에 인가하는 제7과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 전치왜곡기의 왜곡특성 제어방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 제4과정이 제3과정의 분석에서 비선형왜곡특성의 스펙트럼이 60dBm 이상의 억압이 일어날 때 상기 출력증폭기의 출력 전력제어신호를 측정함을 특징으로 하는 전치왜곡기의 왜곡특성 제어방법.
5. 무선통신시스템 송신기에서 전치왜곡기의 비선형 왜곡특성을 제어하기 위하여 그에 상응하는 디지털데이타를 롬에 저장하는 장치에 있어서, 상기 전치왜곡기에 인가되는 변조신호와 동일한 성분의 투-톤(Two-tone)신호를 발생하는 투-톤 발생기와, 측정자에 의하여 가변되는 왜곡제어신호의 값을 발생하는 왜곡제어신호 발생수단과, 상기 투-톤발생기의 투-톤신호와 상기 왜곡제어신호발생부의 왜곡제어신호를 입력으로 전치왜곡을 수행하는 전치왜곡기수단과, 상기 전치왜곡수단의 출력 주파수를 무선주파수대역으로 변환하는 주파수상승변환수단과, 상기 전치왜곡과는 반대되는 왜곡특성을 가지며 상기 주파수상승변환수단의 출력을 증폭하여 출력하는 출력증폭수단과, 상기 출력증폭수단의 출력레벨을 전력스펙트럼으로 분석하여 가정 큰 IMD억압(Suppression)이 일어날때의 출력전력제어신호를 측정하고, 측정된 출력전력제어신호를 이진논리값으로 바꾸어 상기 롬에 맵핑하는 스펙트럼분석수단으로 구성함을 특징으로 하는 왜곡특성 제어장치.