KR20100045630A - Apparatus and method for amplifying electric power of broadband - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 통신 시스템에서 송신 신호의 전력을 증폭하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 협대역 전력 증폭기를 이용하여 광대역 신호의 전력 증폭이 가능한 전력 증폭 장치 및 그 전력 증폭 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for amplifying the power of a transmission signal in a wireless communication system, and more particularly, to a power amplification apparatus capable of amplifying a wideband signal using a narrowband power amplifier and a power amplification method thereof. .
일반적으로, 무선 통신 시스템에서 통신 장치는 송신할 신호를 전력 증폭하여 수신측으로 송신하게 된다. 이때, 고전력 증폭을 위한 송신용 전력 증폭기는 트랜지스터의 특성에 따라 입력 신호의 진폭 및/또는 위상 성분을 변조시키는 단점 즉, 송신 신호를 비선형 왜곡시키는 단점이 있다. 따라서, 종래의 무선 통신 시스템의 통신 장치에서는 입력 신호의 혼변조 왜곡 성분을 제거하기 위해 입력 신호에 전치 왜곡 이득 값을 곱하여 입력 신호를 전치 왜곡한 후 전력 증폭함으로써, 전력 증폭기의 비선형 특성을 보상하는 전치 왜곡 기술을 사용하고 있다. In general, in a wireless communication system, a communication device amplifies a signal to be transmitted and transmits the signal to a receiving side. In this case, the transmission power amplifier for high power amplification has a disadvantage of modulating the amplitude and / or phase component of the input signal according to the characteristics of the transistor, that is, a disadvantage of nonlinear distortion of the transmission signal. Accordingly, in the communication apparatus of the conventional wireless communication system, in order to remove the intermodulation distortion component of the input signal, the input signal is multiplied by a predistortion gain value to predistort the input signal and then amplify the power to compensate for the nonlinear characteristics of the power amplifier. Predistortion technique is used.
한편, 휴대 인터넷 시스템, 와이맥스(WiMAX: Worldwide Interoperability for Microwave Access) 시스템 등의 무선 통신 시스템에서는 많은 사용자들에게 고속의 데이터 서비스를 제공하기 위하여 광대역의 주파수 대역을 사용하며, 따라서 광대역의 신호를 안정적으로 전력 증폭할 수 있는 광대역 전력 증폭 장치가 필요하다. On the other hand, wireless communication systems such as mobile Internet systems and WiMAX (Wireless Interoperability for Microwave Access) systems use broadband frequency bands to provide high-speed data services to many users, thereby reliably providing broadband signals. There is a need for a broadband power amplifier capable of power amplification.
그런데, 무선 통신 장치에서 사용되는 전력 증폭기는 사용 가능한 주파수 대역폭이 약 30MHz 내지 50MHz 정도인 협대역 전력 증폭기인 경우가 일반적이다. 이와 같은, 협대역 전력 증폭기는 설정된 주파수 대역에서는 효율적인 전력 증폭을 수행하지만, 설정 주파수 대역 이외의 주파수 대역의 신호에 대해서는 전력 증폭된 신호 전력 레벨이 하강하는 문제점이 있다. However, the power amplifier used in the wireless communication device is generally a narrow band power amplifier having an available frequency bandwidth of about 30 MHz to 50 MHz. Such a narrowband power amplifier performs efficient power amplification in a set frequency band, but has a problem in that the power amplified signal power level drops for signals in a frequency band other than the set frequency band.
예를 들어, 도 1은 종래의 전력 증폭 장치에서 전력 증폭된 광대역 신호의 신호 전력 레벨 출력 값을 나타내는 도면이다. 참고로, 도 1에서는 종래의 전력 증폭 장치에 포함된 협대역 전력 증폭기의 설정된 주파수 대역이 2550MHz 내지 2580MHz인 것을 나타내었다.For example, FIG. 1 is a diagram illustrating a signal power level output value of a broadband signal power amplified in a conventional power amplifier. For reference, FIG. 1 shows that the set frequency band of the narrow band power amplifier included in the conventional power amplifier is 2550 MHz to 2580 MHz.
이와 같은, 전력 증폭 장치에는 협대역 전력 증폭기를 통해 신호를 전력 증폭하고자 하는 전력 레벨의 목표 값 즉, 기준 전력 레벨이 설정되어 있으며, 설정된 주파수 대역(즉, 2550MHz 내지 2580MHz 대역)의 신호에 대해서는 출력 신호의 전력 레벨이 상기 기준 전력 레벨에 가까운 일정한 전력 증폭이 가능하다. In the power amplification device, a target value of a power level, that is, a reference power level, is set for power amplification of a signal through a narrowband power amplifier, and is output for a signal having a set frequency band (that is, 2550 MHz to 2580 MHz band). Constant power amplification is possible where the power level of the signal is close to the reference power level.
그러나, 종래의 전력 증폭 장치에서는 광대역의 신호 즉, 설정된 주파수 대역 이외의 주파수 대역의 신호들에 대해서는 인접 채널 누설비(Adjacent Channel Leakage Ratio: ACLR), 평탄도, 에러 벡터 크기(Error Vector Magnitude: EVM) 등의 조건이 현저하게 나빠지게 된다. 따라서, 종래의 전력 증폭 장치에서는 전력 증폭 결과인 신호 전력 레벨이 상기 설정된 주파수 대역의 신호 전력 레벨에 비해 상대적으로 낮은 전력 레벨로 출력된다.However, in the conventional power amplifier, the Adjacent Channel Leakage Ratio (ACLR), flatness, and error vector magnitude (EVM) are applied to a wideband signal, that is, signals in a frequency band other than the set frequency band. ) Will be significantly worse. Therefore, in the conventional power amplifier, the signal power level resulting from the power amplification is output at a power level relatively lower than the signal power level of the set frequency band.
따라서, 종래의 협대역 전력 증폭기를 이용한 전력 증폭 장치에서는 광대역의 신호를 전력 증폭하기 위해서, 사용할 주파수 대역에 따라 전력 증폭기의 소자를 교체하여 주파수 대역에 맞게 동조하거나 새로운 전력 증폭기를 설치하여야 하는 문제점이 있었다. Therefore, in the conventional power amplifier using a narrowband power amplifier, in order to power amplify a wideband signal, there is a problem that the elements of the power amplifier must be replaced and tuned according to the frequency band or a new power amplifier is installed according to the frequency band to be used. there was.
또한, 이러한 협대역 전력 증폭기의 문제점을 해결하기 위하여 질화갈륨(GaN) 트랜지스터를 이용한 광대역 전력 증폭기 등이 개발되고 있으나, 이와 같이 특정 소자를 이용한 광대역 전력 증폭기는 고가인 경우가 대부분이다.In addition, in order to solve the problems of the narrow-band power amplifier, a wideband power amplifier using a gallium nitride (GaN) transistor has been developed. However, a wideband power amplifier using a specific device is often expensive.
따라서, 본 발명의 목적은 협대역 전력 증폭기를 이용하여 광대역 신호를 안정적으로 전력 증폭할 수 있는 전력 증폭 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a power amplification apparatus capable of stably power amplifying a wideband signal using a narrowband power amplifier.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 전력 증폭기의 비선형 특성을 보상하여 전력증폭 시 선형성을 보장할 수 있는 전력 증폭 장치를 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a power amplification apparatus capable of compensating for nonlinear characteristics of a power amplifier to ensure linearity during power amplification.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 협대역 전력 증폭기를 이용하여 광대역 신호를 전력 증폭할 수 있는 송신기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a transmitter capable of power amplifying a wideband signal using a narrowband power amplifier.
상기 목적을 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 증폭 장치는, 기저대역 신호에 기설정된 전력 보상 이득 값을 적용하여 전력 보상된 입력 신호를 생성하는 상향 변환기; 상기 전력 보상된 입력 신호를 전력 증폭하는 전력 증폭기; 및 상기 전력 증폭기로부터 출력되는 출력 신호의 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차에 기초하여 상기 전력 보상 이득 값을 설정하는 전력 보상 처리기를 포함한다.For this purpose, the power amplification apparatus according to an embodiment of the present invention, an up converter for generating a power-compensated input signal by applying a predetermined power compensation gain value to the baseband signal; A power amplifier for power amplifying the power compensated input signal; And a power compensation processor that sets the power compensation gain value based on a difference between a power level of the output signal output from the power amplifier and a reference power level.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 증폭 방법은, 이전 입력 신호를 전력 증폭한 출력 신호의 전력 레벨과 기설정된 기준 전력 레벨의 차이 값을 계산하는 단계; 상기 계산한 차이 값에 기초하여 현재 입력 신호에 적용할 전력 보상 이득 값을 설정하는 단계; 현재 입력 신호에 상기 설정한 전력 보상 이득 값을 적용하여 전력 보상하는 단계; 및 상기 전력 보상한 입력 신호를 전력 증폭하는 단계를 포함한다.The power amplification method may further include calculating a difference value between a power level of an output signal obtained by power amplifying a previous input signal and a predetermined reference power level; Setting a power compensation gain value to be applied to a current input signal based on the calculated difference value; Power compensation by applying the set power compensation gain value to a current input signal; And power amplifying the power compensated input signal.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 송신 장치는, 디지털 기저대역 신호의 표본화율을 증가시키고 기설정된 전력 보상 이득 값을 적용하여 상기 디지털 기저대역 신호의 전력을 보상하는 디지털 상향 변환기; 상기 전력을 보상한 디지털 기저대역 신호에 기설정된 전치 왜곡 이득 값을 적용하여 상기 디지털 기저대역 신호의 진폭 및 위상 성분 중 적어도 하나의 성분을 전치 왜곡하는 전치왜곡기; 상기 전치 왜곡한 디지털 기저대역 신호의 표본화율을 증가시켜 아날로그 중간 주파수 신호로 생성하는 디지털아날로그 변환기; 상기 생성한 아날로그 중간 주파수 신호를 고주파 신호로 변환하는 주파수 상향 변환기; 상기 변환한 고주파 신호를 전력 증폭하여 외부로 송출하는 전력 증폭기; 및 상기 전력 증폭기를 통해 전력 증폭된 출력 신호의 전력 레벨과 기설정된 기준 전력 레벨의 차이 값에 기초하여 상기 전력 보상 이득 값을 설정하는 전력 보상 처리기를 포함한다.In addition, the transmission apparatus according to another embodiment of the present invention, a digital up-band converter for increasing the sampling rate of the digital baseband signal and applying a predetermined power compensation gain value to compensate for the power of the digital baseband signal; A predistorter for predistorting at least one of amplitude and phase components of the digital baseband signal by applying a preset predistortion gain value to the power-compensated digital baseband signal; A digital analog converter for increasing the sampling rate of the predistorted digital baseband signal to generate an analog intermediate frequency signal; A frequency up converter for converting the generated analog intermediate frequency signal into a high frequency signal; A power amplifier for power amplifying the converted high frequency signal and transmitting the power to the outside; And a power compensation processor configured to set the power compensation gain value based on a difference value between a power level of the output signal power amplified by the power amplifier and a preset reference power level.
본 발명에 따르면, 협대역 전력 증폭기를 통해 전력 증폭된 결과인 출력 신호의 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차에 기초하여 입력 신호의 전력 보상을 수행한 후 전력 증폭함으로써, 설정된 주파수 대역 이외의 주파수 대역 신호에 대해서도 안정적인 전력 증폭이 가능하다.According to the present invention, by performing power compensation on the input signal based on the difference between the power level of the output signal and the reference power level, which are the result of power amplification through the narrowband power amplifier, by amplifying the power, a frequency band other than the set frequency band Stable power amplification is also possible for signals.
이하에서는 첨부 도면 및 바람직한 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 참고로, 하기 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments. For reference, in the following description, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송신단의 구조를 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing the structure of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 2에서는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 신호의 전력 증폭이 가능한 송신단을 나타내었으며, 이와 같은 송신단은 무선 통신 시스템의 기지국 및 이동통신 단말기 등과 같은 무선 통신 장치에 포함될 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 송신단은 수신측으로 송신할 신호를 전력 증폭하여 안테나를 통해 외부로 송출한다.2 illustrates a transmitting end capable of amplifying a broadband signal according to an embodiment of the present invention, and the transmitting end may be included in a wireless communication device such as a base station and a mobile communication terminal of a wireless communication system. In this case, the transmitter according to the embodiment of the present invention power amplifies the signal to be transmitted to the receiver side and transmits it to the outside through the antenna.
도 2에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 송신단은 기저대역 신호 처리기(110), 디지털 상향 변환기(120), 전치왜곡기(130), 디지털/아날로그 변환기(140), 주파수 상향 변환기(150), 전력 증폭기(160), 주파수 하향 변환기(170), 아날로그/디지털 변환기(180), 전력 보상 처리기(190) 등을 포함한다.As shown in FIG. 2, the transmitter according to the embodiment of the present invention includes a
기저대역 신호 처리기(110)는 송신할 정보를 갖는 기저대역 소스 데이터를 디지털 상향 변환기(120)의 입력 신호에 적절하도록 정렬하여 출력한다. 이때, 기 저대역 신호 처리기(110)에 입력되는 소스 데이터는 디지털 동위상(In-phase) 신호(이하, 'I 신호'라고 함)와 디지털 직교위상(Quadrature-phase) 신호(이하, 'Q 신호'라고 함)이다.The
디지털 상향 변환기(120)는 기저대역 신호 처리기(110)로부터 출력되는 디지털 기저대역 I 및 Q 신호의 표본화율을 전치왜곡기(130)의 입력에 적절하게 증가시킨 입력 신호를 생성하고, 상기 생성한 입력 신호에 기설정된 전력 보상 이득 값을 적용한 신호를 전치왜곡기(130)로 출력한다. 이때, 디지털 상향 변환기(120)는 전력 보상 처리기(190)를 통해 설정된 전력 보상 이득 값을 현재 입력되는 디지털 기저대역 신호에 적용하여, 입력 신호의 전력을 보상한다. The digital up-
구체적으로, 디지털 상향 변환기(120)는 표본화율을 증가시킨 디지털 기저대역 신호의 진폭 성분과 상기 설정된 전력 보상 이득 값을 곱하여, 상기 디지털 기저대역 신호의 진폭 성분을 변환한 전력 보상 입력 신호를 전치왜곡기(130)로 출력한다. Specifically, the digital up-
또한, 디지털 상향 변환기(120)는 입력되는 디지털 기저대역 I 및 Q 신호의 표본화율을 증가시킨 제1 입력 신호와 상기 제1 입력 신호에 상기 설정된 전력 보상 이득 값을 적용한 제2 입력 신호(즉, 전력 보상 입력 신호)를 각각 전력 보상 처리기(190)로 전달한다. In addition, the digital up-
전치왜곡기(130)는 현재 입력되는 신호와 기설정된 전치 왜곡 이득 값을 곱하여 현재 입력 신호의 진폭 및 위상 성분 중 적어도 하나의 성분을 전치 왜곡한 신호를 출력한다. The
이때, 전치왜곡기(130)는 전력 증폭기(160)를 통해 전력 증폭되어 출력된 출력 신호(즉, 송신 신호)와 전력 증폭되기 이전의 입력 신호를 비교하여 전력 증폭기(160)의 비선형 특성을 보상할 수 있는 전치 왜곡 이득 값을 설정한다.At this time, the
디지털/아날로그 변환기(140)는 전치 왜곡된 입력 신호의 표본화율을 일정 배수(예를 들어, 4배)만큼 증가시켜 디지털 기저대역 I 및 Q 신호를 아날로그 중간 주파수 신호로 변환하여 출력한다.The digital-to-
주파수 상향 변환기(150)는 입력되는 아날로그 중간 주파수 신호의 I 및 Q 성분을 합성하고, 아날로그 중간 주파수 신호를 반송파에 적재하여 주파수 상향 변환한 무선 주파수(Radio Frequency, 이하 'RF'라고 함) 신호로 변환하여 출력한다.The frequency up-
전력 증폭기(160)는 입력되는 상기 RF 신호를 전력 증폭하고, 전력 증폭된 출력 신호를 안테나(미도시)를 통해 외부로 송출한다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 전력 증폭기(160)는 출력 신호의 일부를 주파수 하향 변환기(170)로 피드백(Feedback) 한다. The
주파수 하향 변환기(170)는 전력 증폭기(160)를 통해 입력되는 전력 증폭된 RF 신호(즉, 송신 신호)를 아날로그 중간 주파수 신호로 변환하여 아날로그/디지털 변환기(180)으로 전달한다.The frequency down
아날로그/디지털 변환기(180)는 입력된 아날로그 중간 주파수 신호를 복조하여 디지털 신호로 변환한 후 전치왜곡기(130) 및 전력 보상 처리기(190)로 각각 전달한다. The analog-to-
한편, 전치왜곡기(130)는 아날로그/디지털 변환기(180)로부터 전달된 디지털 신호(이하, '출력 신호'라고 함)와 입력 신호를 이용하여 전치 왜곡 이득 값을 설정한다. 구체적으로, 전치왜곡기(130)는 상기 출력 신호와 입력 신호를 비교하여 입력 신호의 진폭 및 위상 성분 중 전력 증폭기(160)를 통해 왜곡된 적어도 하나의 성분의 왜곡 값을 계산하고, 상기 왜곡 값을 보상하기 위한 전치 왜곡 이득 값을 룩업 테이블로부터 검출한다. Meanwhile, the
상기 룩업 테이블은 전력 증폭된 출력 신호와 전력 증폭되기 이전의 입력 신호 간의 진폭 및 위상 성분의 왜곡 값에 따라 입력 신호와 출력 신호의 선형성을 보장하기 위한 적어도 하나의 전치 왜곡 이득 값이 기설정되어 있다. 이와 같은, 전력증폭기(160)의 비선형 특성을 보상하기 위해 전치왜곡기(130)가 입력 신호를 전치 왜곡하는 다양한 방법은 당업자가 쉽게 알 수 있는 내용이므로 상세한 설명은 생략하도록 한다. The look-up table has a preset value of at least one predistortion gain to ensure linearity of the input signal and the output signal according to the distortion value of the amplitude and phase components between the power amplified output signal and the input signal before power amplification. . As described above, various methods of predistorting the
전력 보상 처리기(190)는 입력되는 디지털 출력 신호의 신호 전력 레벨과 전력증폭기(160)를 통해 전력 증폭하고자 하는 목표 전력 레벨 즉, 기준 전력 레벨 간의 차이 값에 기초하여 전력 보상 이득 값을 설정한다. The
이때, 전력 보상 처리기(190)는 적어도 하나의 출력 신호의 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값에 각각 대응하는 전력 보상 이득 값들이 저장된 이득 기준 테이블을 저장하고 있으며, 상기 이득 기준 테이블로부터 입력 신호에 적용할 전력 보상 이득 값을 검출하여 디지털 상향 변환기(120)로 전달한다.In this case, the
도 3은 도 2에서 나타낸 전력 보상 처리기의 구조를 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a structure of a power compensation processor illustrated in FIG. 2.
본 발명의 실시예에 따른 전력 보상 처리기(190)는 전력 모니터링부(191) 및 전력 보상부(192) 등을 포함한다. 이때, 전력 모니터링부(191)는 신호 정렬부(911) 및 신호 변환부(912)를 포함하며, 전력 보상부(192)는 보상 전력 연산부(921), 전력 보상 처리부(922) 및 저장부(923)를 포함한다.The
전력 모니터링부(191)의 신호 정렬부(911)는 전력 증폭된 디지털 출력 신호(즉, 송신 신호)를 입력받아 연산 처리를 위한 데이터로 정렬하여 신호 변환부(912)로 전달한다.The
신호 변환부(912)는 입력되는 상기 정렬한 출력 신호의 데이터를 곱셈기를 통해 연산하여 신호 전력 레벨 형태의 정수형 데이터로 변환하여 전력 보상부(192)로 전달한다.The
한편, 전력 보상부(192)의 보상 전력 연산부(921)는 상기 정수형 데이터로 변환된 출력 신호의 신호 전력 레벨과 기설정된 기준 전력 레벨을 비교하여, 상기 출력 신호의 신호 전력 레벨(이하, '출력 신호 전력 레벨'이라 함)과 기준 전력 레벨의 차이 값을 계산하고, 계산한 두 전력 레벨의 차이 값을 전력 보상 처리부(922)로 전달한다. 이때, 보상 전력 연산부(921)는 저장부(923)으로부터 획득한 기준 전력 레벨 값을 이용하여 상기 계산을 수행한다. The compensating
여기서, 기준 전력 레벨은 임의의 주파수 대역의 입력 신호 전력 증폭 시 목표 전력 레벨로서, 전력 증폭 값을 설정하는 기준이 되는 특정 주파수 대역(즉, 기설정된 주파수 대역)의 입력 신호를 전력 증폭기(160)가 전력 증폭하였을 때의 전력 레벨로 설정될 수 있다. 따라서, 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값은 전력 증폭기(160)를 통해 전력 증폭되는 입력 신호의 주파수 대역에 따라 상이한 값으로 계산되고, 이에 따라 입력 신호의 주파수 대역에 따라 상이한 전력 보상 이득 값이 설정될 수 있다. Here, the reference power level is a target power level when amplifying the input signal power of an arbitrary frequency band, and the
전력 보상 처리부(922)는 보상 전력 연산부(921)가 계산한 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값을 확인하여, 출력 신호 전력 레벨이 기준 전력 레벨과 차이가 있는 경우 상기 계산한 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값에 상응하는 전력 보상 이득 값을 검출하여 디지털 상향 변환기(120)에서 적용할 전력 보상 이득 값으로 설정한다.The power
반면, 전력 보상 처리부(922)는 보상 전력 연산부(921)가 계산한 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값이 영(0)일 때 즉, 두 전력 레벨이 동일할 때 디지털 상향 변환기(120)에서 적용할 전력 보상 이득 값을 이전에 설정된 전력 보상 이득 값으로 유지한다.On the other hand, the power
구체적으로, 전력 보상 처리부(922)는 보상 전력 연산부(921)의 계산 결과에 따라 출력 신호 전력 레벨이 기준 전력 레벨과 동일 값이 되도록 입력 신호를 보상하는 전력 보상 이득 값을 검출하여, 디지털 상향 변환기(120)에서 현재 입력 신호에 적용할 전력 보상 이득 값을 설정한다. 이때, 전력 보상 처리부(922)는 저장부(923)로부터 획득한 이득 기준 테이블을 참조하여, 상기 계산한 출력 신호 전력 레벨 값과 기준 전력 레벨 값의 차이 값에 해당하는 전력 보상 이득 값을 검출할 수 있다. In detail, the power
이때, 전력 보상 처리부(922)는 적어도 하나의 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값 별로 입력 신호에 보상될 전력 보상 이득 값이 매칭되어 저장 되어 있는 이득 기준 테이블로부터 상기 계산한 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값에 상응하는 전력 보상 이득 값을 검출한다.In this case, the power
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전력 보상 처리부(922)는 이득 기준 테이블에 상기 계산한 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값에 상응하는 전력 보상 이득 값이 저장되어 있지 않은 경우, 디지털 상향 변환기(120)로부터 수신한 입력 신호(즉, 전력 증폭되기 이전의 기저대역 신호)의 신호 전력 레벨을 상기 계산한 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값만큼 보상하는 전력 보상 이득 값을 계산할 수 있다. On the other hand, the power
이때, 전력 보상 처리부(922)는 디지털 상향 변환기(120)로부터 수신한 입력 신호의 신호 전력 레벨을 저장부(923)를 통해 메모리(미도시)에 저장해둔 후, 상기 전력 보상 이득 값을 계산할 때 획득할 수 있다. 그리고, 전력 보상 처리부(922)는 이득 기준 테이블에 상기 계산한 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값에 대응하여 상기 계산한 전력 보상 이득 값을 업데이트 한다.In this case, the power
또한, 전력 보상 처리부(922)는 입력 신호 전력 레벨 별로 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨이 동일한 값이 되도록 하는 적어도 하나의 목표 입력 신호 전력 레벨을 실험을 통해 획득한 후, 적어도 하나의 입력 신호 전력 레벨이 상기 적어도 하나의 목표 입력 신호 전력 레벨과 동일한 값이 되도록 보상하는 전력 보상 이득 값을 설정하여 상기 이득 기준 테이블에 저장할 수 있다. In addition, the power
저장부(923)는 기준 전력 레벨과 이득 기준 테이블을 메모리(미도시)에 저장하며, 전력 보상 처리부(922)로부터 수신한 입력 신호의 입력 신호 전력 레벨을 메 모리(미도시)에 저장한다. 그리고, 저장부(923)는 보상 전력 연산부(921)로 기준 전력 레벨을 제공하고, 전력 보상 처리부(922)로 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값에 상응하는 전력 보상 이득 값을 제공한다.The
또한, 저장부(923)는 임의의 주파수 대역의 입력 신호가 전력 증폭기(160)를 통해 전력 증폭된 후의 출력 신호 전력 레벨이 상기 기준 전력 레벨과 동일한 레벨이 되도록 하는 전력 보상 이득 값들을 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값에 매칭하여 상기 이득 기준 테이블에 저장한다.In addition, the
이때, 저장부(923)는 적어도 하나의 입력 신호의 전력 레벨을 해당 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값만큼 보상하는 전력 보상 이득 값을 계산할 수 있는 계산식을 통해 이득 기준 테이블을 설정할 수 있다. In this case, the
본 발명의 실시예에 따른 전력 보상 처리기(190)는 보상 확인부(924)를 더 포함할 수 있으며, 보상 확인부(924)는 디지털 상향 변환기(120)가 전력 보상 처리부(922)를 통해 설정된 전력 보상 이득 값을 현재 입력된 입력 신호에 적용한 입력 신호 전력 레벨 값을 이용하여 상기 설정된 전력 보상 이득 값이 적절하게 설정되었는지 판단한다. The
구체적으로, 보상 확인부(924)는 각 출력 신호 전력 레벨이 기준 전력 레벨과 동일한 값으로 출력되기 위해 전력 증폭기(160)에 입력되어야 하는 적어도 하나의 기준 입력 신호 전력 레벨 값을 설정하고, 디지털 상향 변환기(120)로부터 현재 설정된 전력 보상 이득 값을 적용한 입력 신호를 수신하여 상기 입력 신호의 전력 레벨과 상기 기준 입력 신호 전력 레벨을 비교한다. 이때, 상기 적어도 하나의 기 준 입력 신호 전력 레벨은 상기 적어도 하나의 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값들에 매칭되어 설정될 수 있다.Specifically, the
그리고, 보상 확인부(924)는 상기 전력 보상 이득 값이 적용된 입력 신호의 신호 전력 레벨 값이 해당 기준 입력 신호 레벨 값과 동일하면 디지털 상향 변환기(120)에 설정된 전력 보상 이득 값을 유지한다. When the signal power level value of the input signal to which the power compensation gain value is applied is equal to the corresponding reference input signal level value, the
반면, 보상 확인부(924)는 상기 전력 보상 이득 값이 적용된 입력 신호 전력 레벨 값이 해당 기준 입력 신호 레벨 값과 차이가 있는 경우, 상기 이득 기준 테이블을 참조하여 현재 입력 신호 전력 레벨 값이 상기 해당 기준 입력 신호 레벨 값과 동일한 값이 되도록 하는 전력 보상 이득 값을 재검출하여 디지털 상향 변환기(120)의 전력 보상 이득 값을 설정하는 과정을 반복한다.On the other hand, when the input signal power level value to which the power compensation gain value is applied is different from the corresponding reference input signal level value, the
이때, 디지털 상향 변환기(120)는 보상 확인부(924)가 상기 전력 보상 이득 값이 적용된 입력 신호 전력 레벨 값이 해당 기준 입력 신호 레벨 값과 동일하다고 판단한 경우에 현재 설정된 전력 보상 이득 값을 적용한 입력 신호를 전치왜곡기(130)로 전달한다.In this case, the digital up-
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 보상 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a power compensation method according to an embodiment of the present invention.
먼저, 임의의 주파수 대역의 입력 신호가 전력 증폭된 출력 신호의 신호 전력 레벨 즉, 출력 신호 전력 레벨을 획득한다(S410). 이때, 상기 출력 신호는 기준 주파수 대역에 대응하는 입력 신호를 기준 전력 레벨로 전력 증폭하는 전력 증폭기를 통해 전력 증폭된 신호이다. First, an input signal of an arbitrary frequency band obtains a signal power level, that is, an output signal power level of the power signal amplified (S410). In this case, the output signal is a signal amplified by a power amplifier for power amplifying the input signal corresponding to the reference frequency band to a reference power level.
그런 후, 획득한 출력 신호 전력 레벨과 기설정된 기준 전력 레벨의 차이 값을 계산한다(S420). 이때, 상기 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 값은 동일할 수 있으며, 이와 같은 경우 두 전력 레벨의 차이 값은 영(0)으로 계산된다.Thereafter, a difference value between the obtained output signal power level and a predetermined reference power level is calculated (S420). In this case, the values of the output signal power level and the reference power level may be the same. In this case, the difference between the two power levels is calculated as zero.
그런 다음, 계산한 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값에 상응하는 전력 보상 이득 값을 검출한다(S430). Then, a power compensation gain value corresponding to the difference value between the calculated output signal power level and the reference power level is detected (S430).
여기서, 전력 보상 이득 값은 입력 신호의 전력 레벨이 상기 계산한 출력 신호 전력 레벨이 상기 기준 전력 레벨과 동일한 값만큼 보상되도록 하는 이득 값이다. 이와 같은, 전력 보상 이득 값은 적어도 하나의 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값에 각각 대응하는 전력 보상 이득 값들이 저장된 이득 기준 테이블로부터 검출할 수 있다. 이때, 출력 신호 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차이 값이 영(0)일 때는 기설정된 전력 보상 이득 값을 적용할 전력 보상 이득 값으로 검출한다. Here, the power compensation gain value is a gain value such that the power level of the input signal is compensated by the same value as the calculated power level of the output signal. As such, the power compensation gain value may be detected from a gain reference table in which power compensation gain values corresponding to difference values between at least one output signal power level and a reference power level, respectively, are stored. At this time, when the difference between the output signal power level and the reference power level is zero, the predetermined power compensation gain value is detected as the power compensation gain value to be applied.
그런 후, 검출한 전력 보상 이득 값을 현재 입력 신호에 적용하여 입력 신호의 전력 보상한다(S440). 예를 들어, 상기 입력 신호가 디지털 기저대역 신호일 때, 상기 검출한 전력 보상 이득 값과 상기 디지털 기저대역 신호의 진폭 성분을 곱함으로써 진폭 변환을 수행하여 입력 신호의 전력을 보상할 수 있다. Thereafter, the detected power compensation gain value is applied to the current input signal to compensate for power of the input signal (S440). For example, when the input signal is a digital baseband signal, amplitude conversion may be performed by multiplying the detected power compensation gain value by the amplitude component of the digital baseband signal to compensate for the power of the input signal.
이와 같이, 이전 입력 신호를 전력 증폭한 후의 출력 신호 전력 레벨을 이용하여 설정한 전력 보상 이득 값을 현재 입력 신호에 적용하여 입력 신호의 전력 보상을 수행한 후 전력 증폭을 수행함으로써, 특정 주파수 대역에 따라 전력 증폭 값 등이 설정된 전력 증폭기를 이용하여 상기 설정된 주파수 대역을 벗어난 주파수 대 역의 입력 신호에 대해서도 안정적인 전력 증폭이 가능하다.In this way, the power compensation of the input signal is performed by applying the power compensation gain value set by using the output signal power level after power amplifying the previous input signal to the current input signal, and then performing power amplification to a specific frequency band. Accordingly, a stable power amplification is possible even with respect to an input signal of a frequency band outside the set frequency band by using a power amplifier in which a power amplification value is set.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 증폭 방법을 설명하기 위한 순서도 이다.5 is a flowchart illustrating a power amplification method according to another embodiment of the present invention.
먼저, 소스 데이터인 디지털 기저대역 신호(즉, 입력 신호)의 표본화율을 증가시키고, 설정된 전력 보상 이득 값을 적용하여 입력 신호의 전력을 보상한다(S510). 이때, 상기 전력 보상 이득 값은 이전 입력 신호를 전력 증폭한 결과인 출력 신호의 전력 레벨과 기준 전력 레벨의 차에 기초하여 설정된다.First, the sampling rate of the digital baseband signal (ie, the input signal) that is the source data is increased, and the power of the input signal is compensated by applying the set power compensation gain value (S510). In this case, the power compensation gain value is set based on the difference between the power level of the output signal which is the result of power amplifying the previous input signal and the reference power level.
이와 같이, 전력 보상한 입력 신호에 기설정된 전치 왜곡 이득 값을 적용하여 전력 보상한 입력 신호를 전치 왜곡한다(S520). 이때, 전치 왜곡 이득 값은 입력 신호를 전력 증폭한 결과인 출력 신호와 상기 입력 신호를 비교하여, 상기 입력 신호의 진폭 및 위상 성분 중 전력 증폭 시 왜곡된 적어도 하나의 성분의 왜곡 값을 보상할 수 있도록 설정된다.As described above, the predistorted power compensated input signal is predistorted by applying a preset predistortion gain value to the power compensated input signal (S520). In this case, the predistortion gain value may compare the input signal with the output signal resulting from the power amplification of the input signal and compensate for the distortion value of at least one component that is distorted during power amplification among the amplitude and phase components of the input signal. Is set to.
그런 다음, 전치 왜곡한 디지털 입력 신호의 표본화율을 일정 배수로 증가시키고, 중간 주파수에 적재하여 아날로그 중간 주파수 신호로 변환한다(S530).Then, the sampling rate of the predistorted digital input signal is increased by a certain multiple, loaded on an intermediate frequency, and converted into an analog intermediate frequency signal (S530).
그리고, 아날로그 중간 주파수 신호로 변환된 입력 신호를 주파수 상향 변환하여 RF 입력 신호로 변환한다(S540).In operation S540, the input signal converted into the analog intermediate frequency signal is up-converted into an RF input signal.
그런 다음, 변환된 RF 입력 신호를 전력 증폭기를 통해 전력 증폭하여, 전력 증폭한 출력 신호(즉, 송신 신호)를 외부로 송출한다(S550). 이때, 출력 신호를 이용하여 상기 전치 왜곡 이득 값 및 전력 보상 이득 값을 설정할 수 있다.Thereafter, the converted RF input signal is power amplified by the power amplifier, and the power amplified output signal (ie, a transmission signal) is transmitted to the outside (S550). In this case, the predistortion gain value and the power compensation gain value may be set using the output signal.
지금까지 본 발명을 바람직한 실시예를 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있으므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.Although the present invention has been described in detail with reference to the preferred embodiments, those skilled in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features, The examples are to be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
그리고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 특정되는 것이며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.In addition, the scope of the present invention is specified by the appended claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts are included in the scope of the present invention. Should be interpreted as
도 1은 종래의 전력 증폭 장치에서 전력 증폭된 광대역 신호의 신호 전력 레벨 출력을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a signal power level output of a broadband signal power amplified in the conventional power amplifier.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 송신단의 구조를 나타내는 블록도이다.2 is a block diagram showing the structure of a transmitter according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 2에서 나타낸 전력 보상 처리기의 구조를 나타내는 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a structure of a power compensation processor illustrated in FIG. 2.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 보상 방법을 설명하기 위한 순서도이다.4 is a flowchart illustrating a power compensation method according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력 증폭 방법을 설명하기 위한 순서도 이다.5 is a flowchart illustrating a power amplification method according to another embodiment of the present invention.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080104643A KR20100045630A (en) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Apparatus and method for amplifying electric power of broadband |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020080104643A KR20100045630A (en) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Apparatus and method for amplifying electric power of broadband |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100045630A true KR20100045630A (en) | 2010-05-04 |
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ID=42273250
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020080104643A KR20100045630A (en) | 2008-10-24 | 2008-10-24 | Apparatus and method for amplifying electric power of broadband |
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| KR (1) | KR20100045630A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160037529A (en) * | 2014-09-29 | 2016-04-06 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for improving nonlinearity of power amplifier in wireless communication system |
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2008
- 2008-10-24 KR KR1020080104643A patent/KR20100045630A/en not_active Application Discontinuation
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| KR20160037529A (en) * | 2014-09-29 | 2016-04-06 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for improving nonlinearity of power amplifier in wireless communication system |
| WO2016052854A1 (en) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | 삼성전자주식회사 | Apparatus and method for improving nonlinearity of power amplifier in wireless communication system |
| US10171056B2 (en) | 2014-09-29 | 2019-01-01 | Samsung Electronics Co., Ltd | Apparatus and method for improving nonlinearity of power amplifier in wireless communication system |
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