KR20120070911A - Distortion compensation apparatus and method for transmitting distortion compensation signal - Google Patents

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KR20120070911A KR1020100132434A KR20100132434A KR20120070911A KR 20120070911 A KR20120070911 A KR 20120070911A KR 1020100132434 A KR1020100132434 A KR 1020100132434A KR 20100132434 A KR20100132434 A KR 20100132434A KR 20120070911 A KR20120070911 A KR 20120070911A
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Abstract

PURPOSE: A distortion compensation apparatus and a distortion compensation signal transmission method are provided to convert the transmission characteristic of a non-linear apparatus by using predetermined transmission characteristic. CONSTITUTION: A pre-distortion unit(120) performs pre-distortion compensation of an input signal. A transfer characteristic conversion unit(122) applies the pre-distortion compensated signal to a non-linear device(10). The transfer characteristic conversion unit converts the transfer characteristic of the non-linear device. A distortion information extraction unit(124) extracts the distortion information.

Description

왜곡 보상장치 및 왜곡 보상신호 송신방법 {Distortion compensation apparatus and method for transmitting distortion compensation signal}Distortion compensation apparatus and method for transmitting distortion compensation signal

본 발명은 무선통신 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선통신 기반 비선형 장치의 비선형 특성을 보상하는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to wireless communication technology, and more particularly, to a technology for compensating for nonlinear characteristics of a wireless communication-based nonlinear device.

무선통신 시스템에서 송신 단은 무선 채널에서의 감쇄를 고려하여 송신 신호가 수신 단에 도달할 수 있도록 송신 신호의 전력을 증폭시켜 전송한다. 이때, 송신 신호의 전력을 증폭시키는 전력 증폭기는 입력신호와 출력신호가 선형성을 유지해야 효율을 높일 수 있다. 그런데, 일반적으로 무선통신 시스템의 전력 증폭기는 비선형(Nonlinearity)적인 특성이 있다.In the wireless communication system, the transmitting end amplifies and transmits the power of the transmitting signal so that the transmitting signal can reach the receiving end in consideration of attenuation in the wireless channel. In this case, the power amplifier for amplifying the power of the transmission signal may increase efficiency when the input signal and the output signal maintain linearity. However, in general, a power amplifier of a wireless communication system has a nonlinear characteristic.

비선형 장치 자체의 비선형성을 제거하는 것은 한계가 있기 때문에, 장치의 주변장치를 통해 선형화를 달성하기 위한 기술들이 연구되고 있다. 선왜곡기(Pre-Distorter)를 이용하는 방식은 그 중의 하나이다. 선왜곡기는 비선형 장치의 비선형 전달 특성에 대한 역(inverse)을 취하여 입력신호를 선왜곡함으로써 비선형 장치의 출력 신호를 선형화한다.Since removing the nonlinearity of the nonlinear device itself is limited, techniques for achieving linearization through the device's peripherals have been studied. One way is to use a pre-distorter. The linear distortion is linearized the output signal of the nonlinear device by taking the inverse of the nonlinear propagation characteristics of the nonlinear device and predistorting the input signal.

일 양상에 따라, 비선형 장치의 왜곡 보상시에 정확한 왜곡정보를 추출하고, 추출된 왜곡정보를 이용하여 비선형 장치의 비선형적 특성을 선형화하며 선형화된 신호를 송신하는 무선통신 기술을 제안한다.According to an aspect, there is proposed a wireless communication technology for extracting accurate distortion information during distortion compensation of a nonlinear device, linearizing nonlinear characteristics of the nonlinear device using the extracted distortion information, and transmitting a linearized signal.

일 양상에 따른 무선통신 기반 비선형 장치의 비선형 특성을 보상하는 왜곡 보상장치는, 입력신호를 선왜곡 보상하는 선왜곡부와, 선왜곡 보상된 신호를 비선형 장치에 인가하되 미리 설정된 전달특성을 이용하여 비선형 장치의 진폭왜곡특성(amplitude-to-amplitude distortion:이하 '전달특성'이라 칭함)을 변환하는 전달특성 변환부와, 비선형 장치의 출력 신호 및 선왜곡 보상된 신호를 대상으로 선왜곡부의 선왜곡 보상을 위한 왜곡정보를 추출하여 이를 선왜곡부로 전송하는 왜곡정보 추출부를 포함한다.According to an aspect, a distortion compensator for compensating for a nonlinear characteristic of a wireless communication-based nonlinear device includes: a linear distortion unit for linearly compensating an input signal; A transfer characteristic converter for converting the amplitude-to-amplitude distortion of the nonlinear device, and the line distortion of the line distortion part for the output signal and the line distortion-compensated signal of the nonlinear device. It includes a distortion information extraction unit for extracting the distortion information for compensation and transmitting it to the line distortion unit.

다른 양상에 따른 무선통신 기반 비선형 장치의 비선형 특성을 보상하는 왜곡 보상장치는, 입력신호를 선왜곡 보상하는 선왜곡부와, 선왜곡 보상된 신호를 비선형 장치에 인가하되 미리 설정된 전달특성을 이용하여 비선형 장치의 전달특성을 변환하는 전달특성 변환부와, 비선형 장치의 출력 신호 및 입력신호를 대상으로 선왜곡부의 선왜곡 보상을 위한 왜곡정보를 추출하여 이를 선왜곡부로 전송하는 왜곡정보 추출부를 포함한다.According to another aspect, a distortion compensator for compensating for a nonlinear characteristic of a wireless communication-based nonlinear device includes: a linear distortion unit for linearly compensating an input signal; and applying a linear distortion compensated signal to the nonlinear device using a predetermined transmission characteristic. A transmission characteristic conversion unit for converting the transmission characteristics of the nonlinear apparatus, and a distortion information extraction unit for extracting distortion information for linear distortion compensation of the linear distortion unit from the output signal and the input signal of the nonlinear apparatus and transmitting the distortion information to the linear distortion unit; .

또 다른 양상에 따른 신호 송신장치가 송신경로 상의 비선형 특성을 보상하여 선형화된 신호를 출력하는 왜곡 보상신호 송신방법은, 입력신호를 선왜곡 보상하는 단계와, 선왜곡 보상된 신호를 대상으로 비선형 장치의 비선형 특성을 보상하여 선형화된 신호를 출력하되 미리 설정된 전달특성을 이용하여 비선형 장치의 전달특성을 변환하는 단계와, 비선형 장치의 출력 신호 및 선왜곡 보상된 신호를 대상으로 선왜곡 보상을 위한 왜곡정보를 추출하고 추출된 왜곡정보를 선왜곡 보상에 반영하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of transmitting a distortion compensation signal in which a signal transmitter compensates for a nonlinear characteristic on a transmission path and outputs a linearized signal includes the steps of: pre-distortion compensating an input signal; Outputting a linearized signal by compensating for the nonlinear characteristic of the signal, but converting the transmission characteristic of the nonlinear apparatus using a preset transmission characteristic, and a distortion for predistortion compensation for the output signal and the line distortion compensated signal of the nonlinear apparatus Extracting the information and reflecting the extracted distortion information to the predistortion compensation.

또 다른 양상에 따른 신호 송신장치가 송신경로 상의 비선형 특성을 보상하여 선형화된 신호를 출력하는 왜곡 보상신호 송신방법은, 입력신호를 선왜곡 보상하는 단계와, 선왜곡 보상된 신호를 대상으로 비선형 장치의 비선형 특성을 보상하여 선형화된 신호를 출력하되 미리 설정된 전달특성을 이용하여 비선형 장치의 전달특성을 변환하는 단계와, 비선형 장치의 출력 신호 및 입력신호를 대상으로 선왜곡 보상을 위한 왜곡정보를 추출하고 추출된 왜곡정보를 선왜곡 보상에 반영하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a method of transmitting a distortion compensation signal in which a signal transmitter compensates for a nonlinear characteristic on a transmission path and outputs a linearized signal includes the steps of: pre-distortion compensating an input signal; Outputting a linearized signal by compensating for the nonlinear characteristic of the circuit, converting the transmission characteristic of the nonlinear apparatus using a predetermined transmission characteristic, and extracting distortion information for linear distortion compensation for the output signal and the input signal of the nonlinear apparatus And reflecting the extracted distortion information in the line distortion compensation.

일 실시예에 따르면, 미리 설정된 전달특성을 이용하여 비선형 장치의 전달특성을 변환한다. 이에 따라 비선형 장치의 전달특성 곡선의 기울기가 0에 근접하거나 0 이하(음수)인 구간이 없도록 변환할 수 있어 보다 정확한 왜곡정보를 추출할 수 있다.According to one embodiment, the transfer characteristic of the nonlinear device is converted using the preset transfer characteristic. Accordingly, the slope of the transmission characteristic curve of the nonlinear device can be converted so that there is no interval close to zero or less than zero (negative), so that more accurate distortion information can be extracted.

특히 왜곡 정보 추출시에 곡선 접합(curve fitting) 알고리즘을 사용하는 경우 보다 더 정확하게 다항식 계수를 추출할 수 있다. 나아가 왜곡정보 추출을 기반으로 무선통신 기반 비선형 장치의 비선형 특성을 보상하여 선형화된 신호를 송신할 수 있다. In particular, it is possible to extract polynomial coefficients more accurately than when using a curve fitting algorithm when extracting distortion information. Furthermore, the linearized signal can be transmitted by compensating for the nonlinear characteristics of the wireless communication-based nonlinear apparatus based on the distortion information extraction.

나아가 비선형 장치의 출력신호 스펙트럼의 사이드로브(sidelobe)가 낮아져서 비선형 장치의 비선형성으로 인해 생성되는 왜곡의 양인 인접 채널 전력비(adjacent channel power ratio:ACPR)를 개선할 수 있다.Furthermore, the sidelobe of the output signal spectrum of the nonlinear device can be lowered to improve the adjacent channel power ratio (ACPR), which is an amount of distortion generated by the nonlinearity of the nonlinear device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 왜곡 보상장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 왜곡 보상장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 선왜곡 보상시 출력 스펙트럼의 변화를 보여주는 참조도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송신방법을 도시한 흐름도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 송신방법을 도시한 흐름도이다.1 is a block diagram of a distortion compensator according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram of a distortion compensator according to another embodiment of the present invention;
3 is a reference diagram illustrating a change in an output spectrum during line distortion compensation according to an embodiment of the present invention;
4 is a flowchart illustrating a signal transmission method according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart illustrating a signal transmission method according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, and this may vary depending on the intention of the user, the operator, or the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 왜곡 보상장치(12)의 구성도이다.1 is a block diagram of a distortion compensator 12 according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 왜곡 보상장치(12)는 무선통신을 위한 비선형 장치(non-lnear apparatus)(10)의 비선형 특성을 보상한다. 비선형 장치(10)는 왜곡 보상장치(12)를 이용하여 선형화된 신호를 송신 안테나(14)를 통해 출력한다. 비선형 장치(10)는 전력 증폭기, 특히 고전력 증폭기(High Power Amplifier:HPA)일 수 있다. 고주파(Radio Frequency:RF) 신호를 사용하는 무선통신 시스템에서 고주파 증폭기(RF Amplifier) 중 하나인 고전력 증폭기는 송신 증폭기의 일종으로서, 성능 측정시 잡음보다는 효율이 더 중요한 고려 대상이 된다. Referring to FIG. 1, the distortion compensator 12 compensates for nonlinear characteristics of a non-lnear apparatus 10 for wireless communication. The nonlinear device 10 outputs the linearized signal through the transmission antenna 14 using the distortion compensator 12. The nonlinear device 10 may be a power amplifier, in particular a high power amplifier (HPA). In a wireless communication system using a radio frequency (RF) signal, a high power amplifier, which is one of RF amplifiers, is a transmission amplifier, and efficiency is more important than noise when measuring performance.

무선통신 시스템에서 사용되는 전력 증폭기, 특히 고전력 증폭기는 고효율을 얻을 수 있도록 비선형 동작점에 근접하여 동작한다. 그런데, 비선형성은 시스템의 성능에 악영향을 가져오고 그 악영향을 해결하기가 쉽지 않다. 따라서, 성능 측면에서 선형에 가까운 특성을 지니는 장치를 구현하는 것이 바람직하다.Power amplifiers, particularly high power amplifiers, used in wireless communication systems operate near nonlinear operating points to achieve high efficiency. However, nonlinearity adversely affects the performance of the system and it is not easy to solve the adverse effects. Therefore, it is desirable to implement a device having characteristics close to linear in terms of performance.

본 발명의 왜곡 보상장치(12)는 비선형 장치(10)의 비선형 특성을 보상하기 위해서 신호 선왜곡(Predistortion) 방식을 사용한다. 특히 왜곡 보상장치(12)는 높은 효율과 적은 비용을 고려하여 디지털 선왜곡(Digital Predistortion:DPD) 방식을 사용한다. 디지털 선왜곡 방식은 비선형 장치(12)의 비선형 특성(Nonlinearity)에 대한 역(inverse)을 취하여 입력신호를 선왜곡함으로써 비선형 장치(10)의 출력신호를 선형화하는 방식이다.The distortion compensator 12 of the present invention uses a signal predistortion method to compensate for the nonlinear characteristics of the nonlinear device 10. In particular, the distortion compensator 12 uses a digital predistortion (DPD) method in consideration of high efficiency and low cost. The digital linear distortion method is a method of linearizing an output signal of the nonlinear device 10 by taking the inverse of the nonlinearity of the nonlinear device 12 and predistorting the input signal.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 왜곡 보상장치(12)는 선왜곡부(120), 전달특성 변환부(122) 및 왜곡정보 추출부(124)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the distortion compensator 12 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a line distortion unit 120, a transfer characteristic converter 122, and a distortion information extractor 124.

선왜곡부(120)는 입력신호를 선왜곡 보상하고, 선왜곡 보상된 신호를 전달특성 변환부(122)로 전송한다. 입력신호는 왜곡 보상장치(12)에 의해 이전에 처리된 과거 입력신호 샘플들과 현재 입력신호 샘플들의 조합 형태일 수 있다. 또한 입력신호는 왜곡 보상장치(12)에 의해 이전에 처리된 과거 선왜곡 보상된 신호 샘플들과 현재 입력신호 샘플들의 조합 형태일 수 있다. 선왜곡부(120)는 디지털 선왜곡 방식을 사용할 수 있다.The predistortion unit 120 performs predistortion compensation on the input signal, and transmits the predistortion compensated signal to the transfer characteristic conversion unit 122. The input signal may be a combination of past input signal samples and current input signal samples previously processed by the distortion compensator 12. The input signal may also be a combination of past predistortion compensated signal samples previously processed by the distortion compensator 12 and current input signal samples. The line distortion unit 120 may use a digital line distortion method.

왜곡정보 추출부(124)는 비선형 장치(10)의 출력 신호 및 선왜곡부(120)의 선왜곡 보상된 신호를 대상으로 선왜곡부(120)의 선왜곡 보상을 위한 왜곡정보를 추출하고, 이를 피드백 회로를 통해 선왜곡부(120)로 전송한다. 전술한 왜곡정보 추출부(124)의 왜곡정보 추출 방식은 간접 학습(Indirect learning) 방식에서 사용되는 간접 적응 제어(Indirect Adaption Control:Indirect ADAP) 방식이다.The distortion information extracting unit 124 extracts the distortion information for the line distortion compensation of the line distortion unit 120 based on the output signal of the nonlinear device 10 and the line distortion compensated signal of the line distortion unit 120, This is transmitted to the line distortion unit 120 through the feedback circuit. The distortion information extraction method of the distortion information extraction unit 124 described above is an indirect adaptation control (Indirect ADAP) method used in an indirect learning method.

구체적으로, 왜곡정보 추출부(124)는 왜곡정보 추출을 위해 다항식 모델을 정한 후 비선형 장치(10)의 특성(혹은 역특성)에 가까운 다항식의 계수를 추출한다. 다항식은 볼테라 시리즈, 테일러 시리즈, 일반 다항식, 메모리 다항식(memory polynomial), 위너(Wiener) 모델, 해머스타인(Hammerstein) 모델 등과 지금까지 언급한 다항식을 수정 응용한 것들이 있다. 전술한 다항식은 실제 구현에서 룩업 테이블(lookup table:LUT)로 대체되기도 한다. In detail, the distortion information extracting unit 124 determines a polynomial model for extracting the distortion information, and then extracts coefficients of the polynomial close to the characteristics (or inverse characteristics) of the nonlinear apparatus 10. Polynomials include the Volterra series, the Taylor series, the general polynomials, the memory polynomial, the Wiener model, the Hammerstein model, and modifications of the polynomials mentioned so far. The polynomials described above may be replaced by lookup tables (LUTs) in practical implementations.

본 발명은 전술한 다항식의 정확한 계수 추출을 위하여 곡선 접합(curve fitting) 알고리즘을 사용한다. 곡선 접합 알고리즘은 재귀 최소 제곱법(recursive least square:RLS), 최소제곱법(Least squares:LS) 또는 최소 중간값 제곱법(Least median of squares:LMS) 또는 신경 회로망(Neural network) 기술 등과 같은 적응형 알고리즘들일 수 있다.The present invention uses a curve fitting algorithm for accurate coefficient extraction of the polynomials described above. Curved joint algorithms are adaptable, such as recursive least squares (RLS), Least squares (LS) or Least median of squares (LMS) or neural network techniques. Type algorithms.

전달특성 변환부(122)는 미리 설정된 전달특성을 이용하여 비선형 장치(10)의 전달특성 곡선의 기울기가 0에 근접하거나 0 이하(음수)인 구간이 없도록 비선형 장치(10)의 전달특성(진폭왜곡특성, 즉 AM-AM 왜곡 특성)을 변환한다.The transmission characteristic conversion unit 122 uses the preset transmission characteristic so that there is no section in which the slope of the transmission characteristic curve of the nonlinear apparatus 10 is close to zero or less than zero (negative). The distortion characteristics, i.e., AM-AM distortion characteristics, are converted.

일반적으로 선형화하고자 하는 비선형 장치(10)의 전달특성 곡선의 기울기가 0에 근접하거나 0 이하(음수)가 되는 경우 곡선 접합 알고리즘이 제대로 동작하지 않을 수 있다. 즉 전달특성 곡선의 기울기가 0에 가까운 부분이 없는 경우는 곡선 접합 알고리즘을 용이하게 구현할 수 있다. 이에 비해, 기울기가 0에 근접하거나 0 이하(음수)인 구간을 갖는 전달특성 곡선은 곡선 접합 알고리즘이 발산하게 되므로 왜곡정보 추출부(124)가 왜곡정보를 정확하게 추출하기 어렵다. 실제 사용되는 비선형 장치(10)는 변곡점을 갖는 전달특성 곡선 형태가 존재함에 따라 선왜곡 기술을 적용하기가 쉽지 않다.In general, when the slope of the transfer characteristic curve of the nonlinear device 10 to be linearized becomes close to zero or less than zero (negative), the curve joining algorithm may not work properly. In other words, if there is no part where the slope of the transfer characteristic curve is close to zero, the curve joining algorithm can be easily implemented. On the contrary, in the transmission characteristic curve having a section having a slope close to 0 or less than or equal to zero (negative), since the curve joining algorithm diverges, it is difficult for the distortion information extractor 124 to accurately extract the distortion information. The nonlinear device 10 actually used is not easy to apply the line distortion technique as there is a transmission characteristic curve form having an inflection point.

그러나, 본 발명은 비선형 장치(10)의 전달특성 곡선의 모양이 곡선 접합 알고리즘에 따른 역특성 곡선을 도출하기 어려운 조건인 경우, 곡선 접합 알고리즘에 따른 역특성 곡선을 도출하기 용이한 것으로 변환해주기 위한 목적으로 전달특성 변환부(122)를 이용한다. However, when the shape of the transmission characteristic curve of the nonlinear device 10 is difficult to derive the inverse characteristic curve according to the curve joining algorithm, the present invention converts the inverse characteristic curve according to the curve joining algorithm into one that is easy to derive. The transfer characteristic conversion unit 122 is used for the purpose.

즉 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 비선형 장치(10)의 전달특성 곡선 F(?)가 곡선 접합 알고리즘에 부적합한 경우, 전달특성 변환부(122)의 전달특성 곡선 H(?)와 비선형 장치(10)의 전달특성 곡선 F(?)가 합쳐진 전달특성 곡선 K(?)가 곡선 접합 알고리즘에 적용되도록 전달특성 변환부(122)의 전달특성 곡선 H(?)를 설정한다. That is, according to the present invention, when the transfer characteristic curve F (?) Of the nonlinear apparatus 10 is not suitable for the curve joining algorithm, as shown in FIG. 1, the transfer characteristic curve H (?) And the nonlinear apparatus of the transfer characteristic converter 122 are described. The transfer characteristic curve H (?) Of the transfer characteristic converter 122 is set so that the transfer characteristic curve K (?), Which is the sum of the transfer characteristic curve F (?) Of (10), is applied to the curve joining algorithm.

그러면, 왜곡정보 추출부(124)는 전달특성 곡선 K(?)를 대상으로 곡선 접합 알고리즘을 수행하여 왜곡정보를 추출하고 이를 선왜곡부(120)에 반영한다. 이에 따라 선왜곡부(120)를 통과한 입력신호를 전달특성 변환부(122)를 통과시킨 후 비선형 장치(10)에 인가함으로써 비선형 장치(10)의 선형화를 달성할 수 있다. 전달특성 변환부(122)의 전달특성은 인위적으로 설정될 수 있다.Then, the distortion information extracting unit 124 extracts the distortion information by performing a curve joining algorithm on the transmission characteristic curve K (?) And reflects it to the line distortion unit 120. Accordingly, the linearization of the nonlinear device 10 may be achieved by applying the input signal passing through the line distortion part 120 to the nonlinear device 10 after passing the transmission characteristic converter 122. The transmission characteristic of the transmission characteristic converter 122 may be artificially set.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 왜곡 보상장치(22)의 구성도이다.2 is a block diagram of a distortion compensator 22 according to another embodiment of the present invention.

일 실시예에 따른 왜곡 보상장치(22)는 무선통신을 위한 비선형 장치(20)의 비선형 특성을 보상한다. 비선형 장치(20)는 왜곡 보상장치(22)를 이용하여 선형화된 신호를 송신 안테나(24)를 통해 출력한다. 비선형 장치(20)는 전력 증폭기, 특히 고전력 증폭기일 수 있다. The distortion compensator 22 according to an embodiment compensates for the nonlinear characteristics of the nonlinear device 20 for wireless communication. The nonlinear device 20 outputs the linearized signal through the transmission antenna 24 using the distortion compensator 22. Nonlinear device 20 may be a power amplifier, in particular a high power amplifier.

도 2를 참조하면, 왜곡 보상장치(22)는 선왜곡부(220), 전달특성 변환부(222) 및 왜곡정보 추출부(224)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the distortion compensator 22 includes a line distortion unit 220, a transfer characteristic converter 222, and a distortion information extractor 224.

선왜곡부(220)는 입력신호를 선왜곡 보상하고, 선왜곡 보상된 신호를 전달특성 변환부(222)로 전송한다. The predistortion unit 220 performs predistortion compensation on the input signal and transmits the predistortion compensated signal to the transfer characteristic conversion unit 222.

왜곡정보 추출부(224)는 비선형 장치(20)의 출력 신호 및 입력신호를 대상으로 선왜곡부(220)의 선왜곡 보상을 위한 왜곡정보를 추출하고 이를 피드백 회로를 통해 선왜곡부(220)로 전송한다. 전술한 왜곡정보 추출부(224)의 왜곡정보 추출 방식은 직접 학습(Direct learning) 방식에서 사용되는 직접 적응 제어(Direct Adaption Control:Direct ADAP) 방식이다.The distortion information extracting unit 224 extracts the distortion information for predistortion compensation of the predistortion unit 220 with respect to the output signal and the input signal of the nonlinear device 20 and pre-distortion unit 220 through the feedback circuit. To send. The distortion information extraction method of the distortion information extraction unit 224 described above is a direct adaptation control (Direct ADAP) method used in a direct learning method.

구체적으로, 왜곡정보 추출부(224)는 왜곡정보 추출을 위해 다항식 모델을 정한 후 비선형 장치(20)의 특성(혹은 역특성)에 가까운 다항식의 계수를 추출한다. 본 발명은 다항식의 정확한 계수 추출을 위하여 곡선 접합(curve fitting) 알고리즘을 사용한다.In detail, the distortion information extractor 224 determines a polynomial model for extracting distortion information, and then extracts coefficients of the polynomial close to the characteristics (or inverse characteristics) of the nonlinear apparatus 20. The present invention uses a curve fitting algorithm for accurate coefficient extraction of polynomials.

전달특성 변환부(222)는 미리 설정된 전달특성을 이용하여 비선형 장치(20)의 전달특성 곡선의 기울기가 0에 근접하거나 0 이하(음수)인 구간이 존재하지 않도록 비선형 장치(20)의 전달특성 곡선을 변환한다.The transfer characteristic converter 222 transfers the transfer characteristics of the nonlinear apparatus 20 such that a section having a slope of the transfer characteristic curve of the nonlinear apparatus 20 near or equal to 0 or less (negative) does not exist using a preset transfer characteristic. Convert the curve.

본 발명은 비선형 장치(20)의 전달특성 곡선의 모양이 곡선 접합 알고리즘에 따른 역특성 곡선을 도출하기 어려운 조건인 경우, 곡선 접합 알고리즘에 따른 역특성 곡선을 도출하기 용이한 것으로 변환해주기 위한 목적으로 전달특성 변환부(222)를 이용한다. According to the present invention, when the shape of the transmission characteristic curve of the nonlinear device 20 is a condition in which it is difficult to derive the inverse characteristic curve according to the curve joining algorithm, the present invention aims to convert the inverse characteristic curve according to the curve joining algorithm into one that is easy to derive. The transfer characteristic conversion unit 222 is used.

즉 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 비선형 장치(20)의 전달특성 곡선 F(?)가 곡선 접합 알고리즘에 부적합한 경우, 전달특성 변환부(222)의 전달특성 곡선 H(?)와 비선형 장치(20)의 전달특성 곡선 F(?)가 합쳐진 전달특성 곡선 K(?)가 곡선 접합 알고리즘에 적용되도록 전달특성 변환부(222)의 전달특성 곡선 H(?)를 설정한다. That is, according to the present invention, when the transfer characteristic curve F (?) Of the nonlinear apparatus 20 is not suitable for the curve joining algorithm as shown in FIG. 2, the transfer characteristic curve H (?) And the nonlinear apparatus of the transfer characteristic converter 222 are not applicable. The transfer characteristic curve H (?) Of the transfer characteristic converter 222 is set so that the transfer characteristic curve K (?), Which is the sum of the transfer characteristic curve F (?) Of (20), is applied to the curve joining algorithm.

그러면, 왜곡정보 추출부(224)는 전달특성 곡선 K(?)를 대상으로 곡선 접합 알고리즘을 수행하여 왜곡정보를 추출하고 이를 선왜곡부(220)에 반영한다. 이에 따라 선왜곡부(220)를 통과한 입력신호를 전달특성 변환부(222)를 통과시킨 후 비선형 장치(20)에 인가함으로써 비선형 장치(20)의 선형화를 달성할 수 있다. 전달특성 변환부(222)의 전달특성은 인위적으로 설정될 수 있다.Then, the distortion information extractor 224 extracts the distortion information by performing a curve joining algorithm on the transfer characteristic curve K (?) And reflects the distortion information to the line distortion unit 220. Accordingly, the linearization of the nonlinear device 20 may be achieved by applying the input signal passing through the line distortion part 220 to the nonlinear device 20 after passing through the transfer characteristic converter 222. The transmission characteristic of the transmission characteristic converter 222 may be artificially set.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 전달특성 변환부(122,222)의 전달특성 곡선H(?)와 비선형 장치(10,20)의 전달특성 곡선 F(?)가 합쳐진 전달특성 곡선은 K(?)를 도시한 참조도이다.3 is a transfer characteristic curve obtained by combining the transfer characteristic curves H (?) Of the transfer characteristic converters 122 and 222 and the transfer characteristic curve F (?) Of the nonlinear apparatuses 10 and 20 according to an embodiment of the present invention. It is a reference figure which shows?).

비선형 장치(10,20)의 전달특성 곡선이 F(?)라 가정한다. 비선형 장치(10,20)의 전달특성 곡선 F(?)의 기울기가 0에 근접한 부분이 있는 경우 곡선 접합 알고리즘이 역특성 곡선을 도출하기 어렵다. 전달특성 변환부(122,222)의 전달특성 곡선 H(?)(예를 들어 x1/5인 특성)가 도 3에 도시된 형태라면 전달특성 변환부(122,222)의 전달특성 곡선 H(?)와 비선형 장치(10,20)의 전달특성 곡선 F(?)가 합쳐진 전달특성 곡선은 K(?)와 같이 나타나게 된다. 도 3에 도시된 전달특성 곡선 K(?)는 비선형 장치(10,20)의 전달특성 곡선 F(?)와는 달리 기울기가 0에 근접하지도 않고 단조 증가하는 형태이다. It is assumed that the transfer characteristic curve of the nonlinear devices 10 and 20 is F (?). If there is a portion where the slope of the transmission characteristic curve F (?) Of the nonlinear apparatus 10, 20 is close to zero, the curve joining algorithm is difficult to derive the inverse characteristic curve. If the transmission characteristic curves H (?) (For example, x 1/5 ) of the transmission characteristic converters 122 and 222 are shown in FIG. 3, the transmission characteristic curves H (?) Of the transmission characteristic converters 122 and 222 The transfer characteristic curve in which the transfer characteristic curves F (?) Of the nonlinear devices 10 and 20 are combined is shown as K (?). The transmission characteristic curve K (?) Shown in FIG. 3 is monotonically increased and the slope is not close to zero, unlike the transmission characteristic curve F (?) Of the nonlinear apparatus 10,20.

이에 따라, 왜곡정보 추출부(124,224)는 비선형 장치(10,20)의 전달특성 곡선 F(?)가 아닌 전달특성 곡선 K(?)을 대상으로 곡선 접합 알고리즘을 수행하므로, 정확한 곡선 접합이 가능하게 되어 비선형 장치(10,20)의 선형화를 용이하게 달성할 수 있다. Accordingly, the distortion information extracting units 124 and 224 perform a curve joining algorithm on the transfer characteristic curve K (?) Rather than the transfer characteristic curve F (?) Of the nonlinear apparatuses 10 and 20, thereby enabling accurate curve joining. In this way, the linearization of the nonlinear devices 10 and 20 can be easily achieved.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송신방법을 도시한 흐름도이다. 이때 설명의 편의를 위해 도 1에서 전술한 도면부호를 인용한다.4 is a flowchart illustrating a signal transmission method according to an embodiment of the present invention. At this time, for the convenience of description, reference numerals described above in FIG.

도 4를 참조하면, 신호 송신장치(12)는 전달특성 변환부(122)에 미리 설정된 전달특성을 설정한다(400). 이때 미리 설정된 전달특성을 이용하여 비선형 장치(10)의 전달특성을 변환한다. 이는 비선형 장치(10)의 전달특성 곡선의 기울기가 0에 근접하거나 0 이하(음수)인 구간이 없도록 비선형 장치(10)의 전달특성 곡선을 변환하는 과정이다.Referring to FIG. 4, the signal transmission apparatus 12 sets a transmission characteristic preset in the transmission characteristic conversion unit 122 (400). At this time, the transmission characteristic of the nonlinear apparatus 10 is converted using the preset transmission characteristic. This is a process of converting the transmission characteristic curve of the nonlinear apparatus 10 such that there is no section in which the slope of the transmission characteristic curve of the nonlinear apparatus 10 is close to zero or less than zero (negative).

이어서, 신호 송신장치(12)는 입력신호를 인가하여 선왜곡부(120) 출력신호 및 비선형장치(10)의 출력신호를 대상으로 왜곡정보를 추출한다(410). 이어서, 추출된 왜곡정보를 선왜곡부(120)에 반영하여 선왜곡 보상(420)하고 선형화된 신호를 출력한다(430).Subsequently, the signal transmitter 12 extracts distortion information by applying an input signal to the output signal of the linear distortion unit 120 and the output signal of the nonlinear apparatus 10 (410). Subsequently, the extracted distortion information is reflected to the line distortion unit 120 to compensate for the line distortion 420 and output a linearized signal (430).

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 신호 송신방법을 도시한 흐름도이다. 이때 설명의 편의를 위해 도 2에서 전술한 도면부호를 인용한다.5 is a flowchart illustrating a signal transmission method according to another embodiment of the present invention. In this case, for the convenience of description, reference numerals described above in FIG.

도 5를 참조하면, 신호 송신장치(22)는 전달특성 변환부(122)에 미리 설정된 전달특성을 설정한다(500). 이때 미리 설정된 전달특성을 이용하여 비선형 장치(20)의 전달특성을 변환한다. 이는 비선형 장치(20)의 전달특성 곡선의 기울기가 0에 근접하거나 0 이하(음수)인 구간이 없도록 비선형 장치(20)의 전달특성 곡선을 변환하는 과정이다.Referring to FIG. 5, the signal transmission apparatus 22 sets a transmission characteristic preset in the transmission characteristic conversion unit 122 (500). At this time, the transmission characteristic of the nonlinear apparatus 20 is converted using the preset transmission characteristic. This is a process of converting the transmission characteristic curve of the nonlinear apparatus 20 such that there is no section in which the slope of the transmission characteristic curve of the nonlinear apparatus 20 is close to zero or less than zero (negative).

이어서, 입력신호를 인가하여 비선형장치(20)의 출력신호 및 입력신호를 대상으로 왜곡정보를 추출한다(510). 이어서, 추출된 왜곡정보를 선왜곡부(220)에 반영하여 선왜곡 보상(520)하여 선형화된 신호를 출력한다(530).Subsequently, distortion information is extracted by applying an input signal to the output signal and the input signal of the nonlinear apparatus 20 (510). Subsequently, the linearized signal is output by applying the extracted distortion information to the line distortion unit 220 to compensate for the line distortion 520 (S530).

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments of the present invention have been described above. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

10, 20 : 비선형 장치 12, 22 : 왜곡 보상장치
14, 24 : 송신 안테나 120, 220 : 선왜곡부
122, 222 : 전달특성 변환부 124, 224 : 왜곡정보 추출부10, 20: nonlinear device 12, 22: distortion compensator
14, 24: transmitting antenna 120, 220: line distortion
122, 222: transfer characteristic conversion unit 124, 224: distortion information extraction unit

Claims (1)

무선통신 기반 비선형 장치의 비선형 특성을 보상하는 왜곡 보상장치에 있어서,
입력신호를 선왜곡 보상하는 선왜곡부;
상기 선왜곡 보상된 신호를 상기 비선형 장치에 인가하되, 미리 설정된 전달특성을 이용하여 상기 비선형 장치의 전달특성을 변환하는 전달특성 변환부; 및
상기 비선형 장치의 출력 신호 및 상기 선왜곡 보상된 신호를 대상으로 상기 선왜곡부의 선왜곡 보상을 위한 왜곡정보를 추출하여 이를 상기 선왜곡부로 전송하는 왜곡정보 추출부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 왜곡 보상장치.In the distortion compensation device for compensating for the nonlinear characteristics of the wireless communication-based nonlinear device,
A line distortion unit for predistorting the input signal;
A transfer characteristic converter configured to apply the linear distortion-compensated signal to the nonlinear apparatus, and convert the transfer characteristic of the nonlinear apparatus using a preset transfer characteristic; And
A distortion information extracting unit for extracting distortion information for predistortion compensation of the line distortion unit from the output signal of the nonlinear device and the line distortion compensated signal and transmitting the distortion information to the line distortion unit;
Distortion compensation device comprising a.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100931134B1 (en) * 2007-08-31 2009-12-10 현대자동차주식회사 Dye-Sensitized Solar Cell Using Titanium Oxide Nanotubes and Its Manufacturing Method

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