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KR20190049344A - Method and Apparatus for Digital Pre-Distortion - Google Patents

Method and Apparatus for Digital Pre-Distortion Download PDF

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KR20190049344A
KR20190049344A KR1020180019445A KR20180019445A KR20190049344A KR 20190049344 A KR20190049344 A KR 20190049344A KR 1020180019445 A KR1020180019445 A KR 1020180019445A KR 20180019445 A KR20180019445 A KR 20180019445A KR 20190049344 A KR20190049344 A KR 20190049344A
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KR
South Korea
Prior art keywords
predistortion
signal
carrier
peak
nonlinear characteristic
Prior art date
Application number
KR1020180019445A
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Korean (ko)
Inventor
안병양
Original Assignee
주식회사 인프라소스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
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Abstract

An apparatus and a method for digital predistortion are disclosed. The apparatus and the method for digital predistortion can reduce performance deterioration of a power amplifier operating in a wide frequency region by adjusting a size and a phase of a digital signal input to a peaking amplifier and a carrier amplifier included in a high efficient power amplifier during a predistortion process to linearize a nonlinear output of the power amplifier. To this end, the apparatus for digital predistortion comprises a signal separator, a peak predistortion controller, a carrier predistortion controller, a peak predistortion calculation unit, and a carrier predistortion calculation unit.

Description

디지털 전치왜곡 장치 및 방법{Method and Apparatus for Digital Pre-Distortion}[0001] The present invention relates to a digital predistortion apparatus and method,

본 발명의 실시예들은 디지털 전치왜곡 장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전력 증폭기의 비선형 출력을 선형화하기 위한 전치 왜곡 과정에 있어서 고효율 전력 증폭기가 포함하는 캐리어 증폭기 및 피킹 증폭기에 입력되는 디지털 신호의 크기와 위상을 조절하여, 넓은 주파수 영역에서 동작하는 전력 증폭기의 성능 열화를 개선하기 위한 디지털 전치왜곡 장치 및 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a digital predistortion apparatus and method, and more particularly, to a digital predistortion apparatus and method for predistorting a nonlinear output of a power amplifier, To a digital predistortion apparatus and method for improving the performance degradation of a power amplifier operating in a wide frequency range.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명에 따른 실시예들과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.The following description merely provides the background information related to the embodiments of the present invention and does not constitute the prior art.

무선통신 기술의 발달과 이동통신 시장의 확대에 따라 주파수 수요가 증가하고, 증가하는 주파수 수요에 대응하기 위해 주파수 효율을 높이기 위한 다양한 방법들이 고안되고 있다. 주파수 효율을 높이기 위한 다양한 방법들 중 일부가 고차 변조를 이용하거나 다채널 전송을 이용하는 것이다.With the development of wireless communication technology and the expansion of the mobile communication market, there are increasing demands for frequency and various methods for increasing the frequency efficiency in order to cope with the increasing frequency demand. Some of the various methods for increasing frequency efficiency are either using higher order modulation or using multi-channel transmission.

그러나 이러한 기법들을 이용하면, 전송되는 신호의 피크전력대평균전력비(Peak to Average Power Ratio; PAPR)가 증가하게 된다. 넓은 주파수 영역에서 입력-출력 특성의 선형화를 위해 증폭기(Power Amplifier)의 출력을 감소시킬 수 있지만, 이러한 방법은 전체 시스템의 효율을 크게 떨어뜨리는 단점을 갖는다.However, using these techniques increases the peak to average power ratio (PAPR) of the transmitted signal. Although it is possible to reduce the output of an amplifier (Power Amplifier) in order to linearize the input-output characteristics in a wide frequency range, this method has a disadvantage in that the efficiency of the entire system is greatly reduced.

따라서 시스템 효율에 가장 큰 영향을 미치는 전력 증폭기를 비선형 구간까지 활용하여 전체 효율을 극대화하고, 이에 따른 문제점을 해결하기 위해 전력 증폭기의 출력을 선형화하는 기술들을 사용하고 있다.Therefore, the power amplifier which has the greatest effect on the system efficiency is utilized in the nonlinear section to maximize the overall efficiency, and in order to solve the problem, a technique of linearizing the output of the power amplifier is used.

최근에는 이러한 선형화 방법들 중 비교적 간단한 구성과 우수한 성능을 갖는 디지털 전치왜곡(Digital Pre-Distortion; DPD) 기술이 주목받고 있다. 디지털 전치왜곡은 전력 증폭기의 출력 신호로부터 전력 증폭기의 비선형 특성을 추출하고, 이 비선형 특성의 역함수를 이용하여 전력 증폭기의 입력 신호를 미리 왜곡하여 전달함으로써 전력 증폭기 출력을 최종적으로 선형화하는 기술이다.Recently, Digital Pre-Distortion (DPD) technology, which has relatively simple structure and excellent performance among these linearization methods, is attracting attention. The digital predistortion is a technique for extracting the nonlinear characteristic of the power amplifier from the output signal of the power amplifier and finally linearizing the output of the power amplifier by distorting and transmitting the input signal of the power amplifier using the inverse function of the nonlinear characteristic.

수백 와트(watt) 이상의 고출력 무선 송신 시스템은 비선형 구간까지 사용하여 전체 시스템 효율을 개선할 수 있으면서도 효율이 우수한 도허티(Doherty) 전력 증폭기를 이용한다. 통상적으로, 도허티 전력 증폭기는 턴온(Turn-On) 구간이 다른 두 클래스의 증폭기 즉, 피킹 증폭기(Peaking Amplifier)와 캐리어 증폭기(Carrier Amplifier)를 병렬 연결하여 이용한다. 도허티 전력 증폭기는 동일한 입력 신호를 아날로그 영역에서 분기하여 입력하고, 피킹 증폭기의 출력 및 캐리어 증폭기의 출력을 전력 결합기(Energy Combiner)를 이용하여 결합하고, 출력한다. 도허티 증폭기는 능동 부하 변조 방식에 기초하여 작동하여 피킹 증폭기 및 캐리어 증폭기가 입력 신호의 진폭에 따라 가변적으로 최적의 부하 임피던스 궤적으로 작동할 수 있도록 한다. 또한, 도허티 증폭기는 기본적으로 신호의 입출력 선형성을 손상시키지 않으면서도 증폭기 평균 효율을 증가시킨다.High-power wireless transmission systems of hundreds of watt or more use Doherty power amplifiers, which can improve overall system efficiency by using up to nonlinear periods, while still being efficient. Typically, Doherty power amplifiers use two classes of amplifiers with different turn-on periods, namely a peaking amplifier and a carrier amplifier in parallel. The Doherty power amplifier inputs the same input signal in an analog domain, combines the output of the peaking amplifier and the output of the carrier amplifier using a power combiner, and outputs the combined signal. The Doherty amplifier operates based on an active load modulation scheme, allowing the peaking amplifier and the carrier amplifier to variably operate with the optimum load impedance trajectory depending on the amplitude of the input signal. In addition, the Doherty amplifier basically increases the amplifier average efficiency without compromising the input / output linearity of the signal.

도 1은 종래의 디지털 전치왜곡 장치(100)의 개념도이다. FIG. 1 is a conceptual diagram of a conventional digital predistorter 100. FIG.

종래의 디지털 전치왜곡 장치(100)는 전치왜곡 제어기(110), DAC(122), ADC(124), RF 하향 변환기(132), RF 상향 변환기(134), 신호 분리기(140), 전력 증폭기(150), 전력 결합기(160), RF 커플러(170) 및 전치왜곡 계수 추출부(180)를 포함한다.A conventional digital predistorter 100 includes a predistorter 110, a DAC 122, an ADC 124, an RF downconverter 132, an RF upconverter 134, a signal separator 140, a power amplifier 150, a power combiner 160, an RF coupler 170, and a predistortion coefficient extractor 180.

전치왜곡 제어기(110)는 입력신호를 전치왜곡된 신호로 변환하고, 이를 DAC(122)로 전달한다. DAC(122)는 전치왜곡된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 아날로그 신호를 RF 상향 변환기(132)로 전달한다. RF 상향 변환기(132)는 변환된 아날로그 신호를 특정 주파수의 RF 신호로 변환한다. 신호 분리기(140)는 RF 신호를 두 개의 신호로 분리하여 전력 증폭기(150)로 전달한다. 전력 증폭기(150)의 피킹 증폭기(152) 및 캐리어 증폭기(154)는 신호 분리기(140)에서 분리된 신호 각각을 입력받아 증폭한다. 전력 결합기(160)는 피킹 증폭기(152) 및 캐리어 증폭기(154)로부터 전달받은 두 개의 신호를 결합하여, 하나의 신호를 생성한다. RF 커플러(170)는 전력 결합기(160)로부터 신호를 전달받고, 신호 중 일부를 RF 하향 변환기(134)로 전달한다. RF 하향 변환기(134)는 RF 커플러(170)로부터 전달받은 신호를 특정 주파수로 하향 변환하여 ADC(124)로 전달한다. ADC(124)는 RF 하향 변환기(134)로부터 전달받은 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 전치왜곡 계수 추출부(180)로 전달한다. 전치왜곡 계수 추출부(180)는 전달받은 신호를 이용하여 전치왜곡 연산을 수행한다. 이때, 전치왜곡 계수 추출부(180)는 전치왜곡 제어기(110)로부터 전달받은 신호와 ADC(124)로부터 전달받은 신호에 기초하여 전력 증폭기(150)의 입출력 특성 함수를 추출하고, 이를 이용하여 비선형 특성 함수의 역함수를 생성한다. 전치왜곡 제어기(110)는 전치왜곡 계수 추출부(180)가 생성한 역함수를 이용하여, DAC(122)로 전달되는 신호를 미리 왜곡할 수 있다.The predistortion controller 110 converts the input signal to a predistorted signal and delivers it to the DAC 122. The DAC 122 converts the predistorted digital signal to an analog signal and transmits the converted analog signal to an RF upconverter 132. [ The RF up-converter 132 converts the converted analog signal into an RF signal of a specific frequency. The signal separator 140 separates the RF signal into two signals and transmits them to the power amplifier 150. The peaking amplifier 152 and the carrier amplifier 154 of the power amplifier 150 receive and amplify signals separated from the signal separator 140, respectively. The power combiner 160 combines the two signals received from the picking amplifier 152 and the carrier amplifier 154 to generate one signal. RF coupler 170 receives the signal from power combiner 160 and transfers some of the signal to RF downconverter 134. The RF down-converter 134 down-converts the signal received from the RF coupler 170 to a specific frequency and transmits the down-converted signal to the ADC 124. The ADC 124 converts the analog signal received from the RF down-converter 134 into a digital signal and transmits the digital signal to the predistortion coefficient extractor 180. The predistortion coefficient extraction unit 180 performs predistortion calculation using the received signal. The predistortion coefficient extractor 180 extracts the input and output characteristic functions of the power amplifier 150 based on the signal received from the predistortion controller 110 and the signal received from the ADC 124, Generate the inverse function of the characteristic function. The predistortion controller 110 may pre-distort a signal transmitted to the DAC 122 using an inverse function generated by the predistortion coefficient extraction unit 180. [

그러나 도허티 증폭기에 포함되는 두 개의 증폭기는 서로 다른 동작환경을 가지며, 서로 다른 클래스의 증폭기로 동작되기 때문에, 효율과 동작 대역폭을 손상시킬 수 밖에 없는 고유의 불완전성을 가지고 있다. 도허티 증폭기의 이러한 문제점들을 보완하기 위해, 비대칭 설계, 비균일 전력배분 설계, 게이트 바이어스 적응 설계 및 확장 공진 설계와 같은 최적의 부하 변조 동작을 이끌어 내기 위한 다양한 아날로그 해결책을 도입해 왔다.However, the two amplifiers included in the Doherty amplifier have different operating environments and operate with different classes of amplifiers, so they have inherent imperfections that can compromise the efficiency and operating bandwidth. To overcome these problems with Doherty amplifiers, a variety of analog solutions have been introduced to derive optimal load modulation operations such as asymmetric designs, nonuniform power distribution designs, gate bias adaptive designs, and extended resonant designs.

그러나 이러한 아날로그 방안들을 적용한 경우, 입출력 신호의 주파수가 변화하면, 각 증폭기의 입출력 경로에 배치되는 소자 및 매칭 회로의 특성이 변화한다. 또한, 이러한 아날로그 방안들이 광대역 시스템에 적용되는 경우, 출력 주파수가 변화하면 전력 증폭기의 성능이 열화할 수 있다. However, when these analog schemes are applied, characteristics of elements and matching circuits disposed in the input / output paths of the respective amplifiers change when the frequencies of the input and output signals change. Also, when these analog schemes are applied to a wideband system, the performance of the power amplifier may degrade if the output frequency changes.

따라서, 이러한 문제점들을 해결할 수 있는 디지털 전치왜곡 방법 및 장치가 필요하다.Therefore, there is a need for a digital predistortion method and apparatus that can address these problems.

본 발명의 실시예들은 전력 증폭기에 포함되는 증폭기들의 비선형 특성 각각을 전치왜곡하여 보상하고, 전력 증폭기에 포함되는 증폭기들로부터의 출력들을 결합한 값이 최대가 되도록 넓은 주파수 영역에서 신호 결합 경로의 크기와 위상 변화를 디지털 송신 신호에 반영하여 전력 증폭기 최종 출력의 선형성과 효율성을 최대화할 수 있는 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 주된 목적으로 한다.Embodiments of the present invention provide a method and apparatus for predistorting and compensating for each nonlinear characteristic of amplifiers included in a power amplifier and measuring the magnitude of a signal coupling path in a wide frequency range such that a value obtained by combining outputs from amplifiers included in the power amplifier is maximized And to provide a device and method for maximizing the linearity and efficiency of a final output of a power amplifier by reflecting a phase change in a digital transmission signal.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 디지털 전치왜곡을 처리하기 위한 장치에 있어서, 디지털 입력신호를 피크 신호 및 캐리어 신호로 분리하는 신호 분리기; 피크 전치왜곡 룩업 테이블을 기반으로 상기 피크 신호를 왜곡하여 피크 전치왜곡 신호를 생성하는 피크 전치왜곡 제어기; 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 기반으로 상기 캐리어 신호를 왜곡하여 캐리어 전치왜곡 신호를 생성하는 캐리어 전치왜곡 제어기; 상기 피크 전치왜곡 신호를 기반으로 제1 비선형 특성정보를 생성하고, 상기 제1 비선형 특성정보를 이용하여 상기 피크 전치왜곡 룩업 테이블을 생성 또는 갱신하는 피크 전치왜곡 연산부; 및 상기 캐리어 전치왜곡 신호를 기반으로 제2 비선형 특성정보를 생성하고, 상기 제2 비선형 특성정보를 이용하여 상기 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 생성 또는 갱신하는 캐리어 전치왜곡 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 전치왜곡 장치를 제공한다.According to an aspect of this embodiment, there is provided an apparatus for processing digital predistortion, comprising: a signal separator for separating a digital input signal into a peak signal and a carrier signal; A peak predistortion controller for generating a peak predistortion signal by distorting the peak signal based on a peak predistortion lookup table; A carrier predistortion controller for generating a carrier predistortion signal by distorting the carrier signal based on a carrier predistortion lookup table; A peak predistortion operator for generating first nonlinear characteristic information based on the peak predistortion signal and generating or updating the peak predistortion lookup table using the first nonlinear characteristic information; And a carrier predistortion calculator for generating second nonlinear characteristic information based on the carrier predistortion signal and generating or updating the carrier predistortion lookup table using the second nonlinear characteristic information. Thereby providing a predistortion device.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 디지털 전치왜곡을 처리하는 방법에 있어서, 디지털 입력신호를 피크 신호 및 캐리어 신호로 분리하는 신호 분리과정; 피크 전치왜곡 룩업 테이블을 기반으로 상기 피크 신호를 왜곡하여 피크 전치왜곡 신호를 생성하는 피크 전치왜곡 제어과정; 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 기반으로 상기 캐리어 신호를 왜곡하여 캐리어 전치왜곡 신호를 생성하는 캐리어 전치왜곡 제어과정; 상기 피크 전치왜곡 신호를 기반으로 제1 비선형 특성정보를 생성하고, 상기 제1 비선형 특성정보를 이용하여 상기 피크 전치왜곡 룩업 테이블을 생성 또는 갱신하는 피크 전치왜곡 연산과정; 및 상기 캐리어 전치왜곡 신호를 기반으로 제2 비선형 특성정보를 생성하고, 상기 제2 비선형 특성정보를 이용하여 상기 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 생성 또는 갱신하는 캐리어 전치왜곡 연산과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 전치왜곡 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of processing digital predistortion comprising: a signal separation process of separating a digital input signal into a peak signal and a carrier signal; A peak predistortion control process of generating a peak predistortion signal by distorting the peak signal based on a peak predistortion lookup table; A carrier predistortion control process of generating a carrier predistortion signal by distorting the carrier signal based on a carrier predistortion lookup table; A peak predistortion computing step of generating first nonlinear characteristic information based on the peak predistortion signal and generating or updating the peak predistortion lookup table using the first nonlinear characteristic information; And a carrier predistortion calculation step of generating second nonlinear characteristic information based on the carrier predistortion signal and generating or updating the carrier predistortion lookup table using the second nonlinear characteristic information A digital predistortion method is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고효율 전력 증폭기를 디지털 전치 왜곡함에 있어서, 주파수 변화에 따른 전력 증폭기의 선형성과 효율성 열화를 개선하여, 광대역 시스템에 적용되는 전력 증폭기의 주파수 변화에 따른 성능 열화를 방지할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, in digital predistortion of a high efficiency power amplifier, linearity and efficiency deterioration of a power amplifier according to a frequency change is improved, thereby preventing performance deterioration due to frequency variation of a power amplifier applied to a broadband system There is an effect that can be done.

도 1은 종래의 디지털 전치왜곡 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 전치왜곡 장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 전치왜곡 방법을 나타내는 흐름도이다.
1 is a conceptual diagram of a conventional digital predistorter.
2 is a conceptual diagram of a digital predistorter according to an embodiment of the present invention.
3 is a flow chart illustrating a digital predistortion method in accordance with an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. It should be noted that, in the drawings, like reference numerals are used to denote like elements in the drawings, even if they are shown in different drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [0027] Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 실시예들의 구성요소를 설명하는 데 있어서 제 1, 제 2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In describing the components of the embodiments according to the present invention, the first, second, i), ii), a), b) and the like can be used. Such a code is intended to distinguish the constituent element from other constituent elements, and the nature of the constituent element, the order or the order of the constituent element is not limited by the code. It is also to be understood that when an element is referred to as being "comprising" or "comprising", it should be understood that it does not exclude other elements unless explicitly stated to the contrary, do.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 디지털 전치 왜곡 장치 및 방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a digital predistorter and a method according to embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 전치왜곡 장치의 개념도이다.2 is a conceptual diagram of a digital predistorter according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 디지털 전치왜곡 시스템(200)은 신호 분리기(210), 피크 전치왜곡 제어기(222), 캐리어 전치왜곡 제어기(224), 제1 DAC(232), 제2 DAC(234), ADC(236), 제1 상향 변환기(242), 제2 상향 변환기(244), 하향 변환기(246), 전력 증폭기(250), 전력 결합기(260), RF 커플러(270), 피크 전치왜곡 연산기(282) 및 캐리어 전치왜곡 연산기(284)를 포함한다. 도 2에 도시된 디지털 전치왜곡 시스템(200)는 일 실시예에 따른 것으로서, 도 2에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 디지털 전치왜곡 시스템(200)에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다. 2, digital predistortion system 200 includes a signal separator 210, a peak predistortion controller 222, a carrier predistortion controller 224, a first DAC 232, a second DAC 234 A first up converter 242, a second up converter 244, a down converter 246, a power amplifier 250, a power combiner 260, an RF coupler 270, a peak predistorter 270, A calculator 282 and a carrier predistortion calculator 284. The digital predistortion system 200 shown in FIG. 2 is according to one embodiment, and not all of the blocks shown in FIG. 2 are required, and in some embodiments, some of the blocks included in the digital predistortion system 200 Can be added, changed or deleted.

본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 전치왜곡 장치(201)는 신호 분리기(210), 피크 전치왜곡 제어기(222), 캐리어 전치왜곡 제어기(224), 피크 전치왜곡 연산기(282) 및 캐리어 전치왜곡 연산기(284)를 포함한다.The digital predistorter 201 according to an embodiment of the present invention includes a signal predistorter 210, a peak predistortion controller 222, a carrier predistortion controller 224, a peak predistort calculator 282, (284).

신호 분리기(210)는 디지털 전송신호(입력신호 X)를 분리하는 분리기를 의미한다. 신호 분리기(210)는 디지털 전송신호(입력신호 X)를 두 개의 신호로 분리하며, 예컨대, 신호 분리기(210)는 디지털 전송신호를 전력 증폭기(250)로 전송하기 위한 피킹 신호(Xp) 및 캐리어 신호(Xc)로 분리한다. The signal separator 210 means a separator for separating the digital transmission signal (input signal X). The signal separator 210 separates the digital transmission signal (input signal X) into two signals. For example, the signal separator 210 includes a peaking signal Xp for transmitting a digital transmission signal to the power amplifier 250, Into a signal Xc.

신호 분리기(210)는 분리된 두 개의 신호 중 하나인 피킹 신호(Xp)를 피킹 증폭기(252)로 전송하고, 나머지 하나인 캐리어 신호(Xc)를 캐리어 증폭기(254)로 전송한다. The signal separator 210 transmits the peaking signal Xp to the peaking amplifier 252 and the carrier signal Xc to the carrier amplifier 254.

본 실시예에 따른 신호 분리기(210)는 피킹 증폭기(252) 및 캐리어 증폭기(254)로 전송하기 위해 디지털 전송신호(입력신호 X)를 아날로그 신호로 변환하기 이전에 디지털 신호 형태의 피킹 신호(Xp) 및 캐리어 신호(Xc)로 분리한다.The signal separator 210 according to the present embodiment outputs a peaking signal Xp in the digital signal form before converting the digital transmission signal (input signal X) to an analog signal for transmission to the peaking amplifier 252 and the carrier amplifier 254. [ And a carrier signal Xc.

신호 분리기(210)가 디지털 전송신호를 피킹 신호(Xp) 및 캐리어 신호(Xc)로 분리하는 방법은 구현방식에 따라 다양한 방법이 적용될 수 있다. 예를 들어, 신호 분리기(210)는 전력 증폭기(250)를 구성하는 피킹 증폭기(252)와 캐리어증폭기(254)가 구동(Turn-On)되는 디지털 전송신호의 전압 레벨로 각 증폭기로 전송할 신호를 분리할 수 있다.The signal separator 210 separates the digital transmission signal into the picking signal Xp and the carrier signal Xc may be implemented by various methods depending on the implementation method. For example, the signal separator 210 outputs a signal to be transmitted to each amplifier at a voltage level of a digital transmission signal that is turned on by the picking amplifier 252 and the carrier amplifier 254 constituting the power amplifier 250 Can be separated.

전력 증폭기(250)에 포함된 피킹 증폭기(252) 및 캐리어 증폭기(254)는 물리적으로 매우 가까운 위치에 설계되기 때문에 상호 간섭을 피하기 위해 위상 천이된 신호를 입력 받고, 출력시 위상 천이를 수행한다. 이에, 신호 분리기(210)는 전력 결합기(250) 내부의 위상 천이를 고려하여 피킹 신호(Xp) 및 캐리어 신호(Xc) 중 하나의 신호를 90도 위상 천이하여 신호를 분리한다. Since the peaking amplifier 252 and the carrier amplifier 254 included in the power amplifier 250 are designed to be physically very close to each other, the phase shifted signal is input to avoid mutual interference and the phase shift is performed at the output. The signal separator 210 separates the signal by shifting one of the peaking signal Xp and the carrier signal Xc by 90 degrees in consideration of the phase shift within the power combiner 250.

피크 전치왜곡 제어기(222)는 피킹 신호(Xp)를 왜곡하여 피킹 왜곡신호(Zp)를 생성한다. 구체적으로, 피크 전치왜곡 제어기(222)는 피크 전치왜곡 연산기(282)로부터 연산 처리된 제1 비선형 특성정보에 근거하여 피킹 신호(Xp)를 왜곡하여 피킹 왜곡신호(Zp)를 생성한다. 여기서, 피크 전치왜곡 제어기(222)는 제1 비선형 특성정보에 포함된 비선형 특성의 역함수를 이용하여 피킹 신호(Xp)를 왜곡 처리할 수 있다. The peak predistortion controller 222 generates the peaking distortion signal Zp by distorting the peaking signal Xp. Specifically, the peak predistortion controller 222 generates the peaking distortion signal Zp by distorting the peaking signal Xp based on the first nonlinear characteristic information calculated and processed by the peak predistortion calculator 282. [ Here, the peak predistortion controller 222 can distort the peaking signal Xp by using the inverse function of the nonlinear characteristic included in the first nonlinear characteristic information.

피크 전치왜곡 제어기(222)는 룩업 테이블(LUT: Look-Up Table) 방식을 이용하여 피킹 왜곡신호(Zp)를 생성할 수 있다. 피크 전치왜곡 제어기(222)는 피크 전치왜곡 룩업 테이블을 저장하며, 피크 전치왜곡 룩업 테이블을 기반으로 피킹 신호(Xp)를 왜곡하여 피킹 왜곡신호(Zp)를 생성한다. 여기서, 피크 전치왜곡 룩업 테이블은 피크 전치왜곡 연산기(282)로부터 획득한 제1 비선형 특성정보에 포함된 룩업 테이블 구성값에 의해 생성 또는 갱신된 테이블 정보를 의미한다. The peak predistortion controller 222 may generate a peaking distortion signal Zp using a look-up table (LUT) scheme. The peak predistortion controller 222 stores a peak predistortion lookup table and generates a peaking distortion signal Zp by distorting the peaking signal Xp based on the peak predistortion lookup table. Here, the peak predistortion lookup table means table information generated or updated by a lookup table configuration value included in the first nonlinear characteristic information acquired from the peak predistortion calculator 282. [

한편, 피크 전치왜곡 제어기(222)는 룩업 테이블(LUT: Look-Up Table) 방식을 이용하여 피킹 왜곡신호(Zp)를 생성하는 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다항식(Polynomial) 방식을 이용하여 피킹 왜곡신호(Zp)를 생성할 수도 있다. 다항식(Polynomial) 방식을 이용하는 경우, 피크 전치왜곡 제어기(222)는 다항식 정보를 저장하고 있으며, 피크 전치왜곡 연산기(282)로부터 획득한 제1 비선형 특성정보에 포함된 다항식의 계수를 기반으로 피킹 왜곡신호(Zp)를 생성한다. The peak predistortion controller 222 generates the peaking distortion signal Zp using a look-up table (LUT) method. However, the present invention is not limited to this, and a polynomial method may be used. To generate a peaking distortion signal Zp. In the case of using the polynomial method, the peak predistortion controller 222 stores polynomial information, and based on the coefficient of the polynomial included in the first nonlinear characteristic information acquired from the peak predistortion calculator 282, And generates a signal Zp.

피크 전치왜곡 제어기(222)에서 디지털 신호 형태의 피킹 왜곡신호(Zp)는 제1 DAC(232) 및 제1 상향 변환기(242)를 통과하여 제1 RF 신호로 변환된 후 피킹 증폭기(252)로 입력된다. 제1 RF 신호는 피킹 증폭기(252)를 통해 증폭된 후 전력 결합기(260)로 입력된다. 여기서, 피킹 증폭기(252)는 피킹 왜곡신호(Zp)가 아날로그 신호로 상향 변환된 제1 RF 신호의 전력을 증폭하는 동작을 수행한다. 피킹 증폭기(252)는 도허티(Doherty) 전력 증폭기일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The peaking distortion signal Zp in the form of a digital signal in the peak predistortion controller 222 is passed through the first DAC 232 and the first up converter 242 to be converted into the first RF signal and then to the peaking amplifier 252 . The first RF signal is amplified through the peaking amplifier 252 and then input to the power combiner 260. Here, the peaking amplifier 252 performs an operation of amplifying the power of the first RF signal whose peaking distortion signal Zp is up-converted to an analog signal. The peaking amplifier 252 may be, but is not necessarily limited to, a Doherty power amplifier.

캐리어 전치왜곡 제어기(224)는 캐리어 신호(Xc)를 왜곡하여 캐리어 왜곡신호(Zc)를 생성한다. 구체적으로, 캐리어 전치왜곡 제어기(224)는 캐리어 전치왜곡 연산기(284)로부터 연산 처리된 제2 비선형 특성정보에 근거하여 캐리어 신호(Xc)를 왜곡하여 캐리어 왜곡신호(Zc)를 생성한다. 여기서, 캐리어 전치왜곡 제어기(224)는 제2 비선형 특성정보에 포함된 비선형 특성의 역함수를 이용하여 캐리어 신호(Xc)를 왜곡 처리할 수 있다. The carrier predistortion controller 224 generates a carrier distortion signal Zc by distorting the carrier signal Xc. Specifically, the carrier predistortion controller 224 generates the carrier distortion signal Zc by distorting the carrier signal Xc based on the second nonlinear characteristic information calculated and processed by the carrier predistortion calculator 284. Here, the carrier predistortion controller 224 may distort the carrier signal Xc using the inverse function of the nonlinear characteristic included in the second nonlinear characteristic information.

캐리어 전치왜곡 제어기(224)는 룩업 테이블(LUT: Look-Up Table) 방식을 이용하여 캐리어 왜곡신호(Zc)를 생성할 수 있다. 캐리어 전치왜곡 제어기(224)는 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 저장하며, 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 기반으로 캐리어 신호(Xc)를 왜곡하여 캐리어 왜곡신호(Zc)를 생성한다. 여기서, 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블은 캐리어 전치왜곡 연산기(284)로부터 획득한 비선형 특성정보에 포함된 룩업 테이블 구성값에 의해 생성 또는 갱신된 테이블 정보를 의미한다. The carrier predistortion controller 224 can generate the carrier distortion signal Zc using a look-up table (LUT) scheme. The carrier predistortion controller 224 stores the carrier predistortion lookup table and generates a carrier distortion signal Zc by distorting the carrier signal Xc based on the carrier predistortion lookup table. Here, the carrier predistortion lookup table means table information generated or updated by a lookup table configuration value included in the nonlinear characteristic information obtained from the carrier predistortion calculator 284.

한편, 캐리어 전치왜곡 제어기(224)는 룩업 테이블(LUT: Look-Up Table) 방식을 이용하여 캐리어 왜곡신호(Zc)를 생성하는 것으로 기재하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다항식(Polynomial) 방식을 이용하여 캐리어 왜곡신호(Zc)를 생성할 수도 있다. 다항식(Polynomial) 방식을 이용하는 경우, 캐리어 전치왜곡 제어기(224)는 다항식 정보를 저장하고 있으며, 캐리어 전치왜곡 연산기(284)로부터 획득한 제2 비선형 특성정보에 포함된 다항식의 계수를 기반으로 캐리어 왜곡신호(Zc)를 생성한다. The carrier predistortion controller 224 generates the carrier distortion signal Zc using a look-up table (LUT) method. However, the carrier predistortion controller 224 is not limited to this and may be a polynomial It is possible to generate the carrier distortion signal Zc. When the polynomial method is used, the carrier predistortion controller 224 stores polynomial information, and based on the coefficients of the polynomial included in the second nonlinear characteristic information acquired from the carrier predistortion calculator 284, And generates a signal Zc.

캐리어 전치왜곡 제어기(224)에서 디지털 신호 형태의 캐리어 왜곡신호(Zc)는 제2 DAC(234) 및 제2 상향 변환기(244)를 통과하여 제2 RF 신호로 변환된 후 캐리어 증폭기(254)로 입력된다. 제2 RF 신호는 캐리어 증폭기(254)를 통해 증폭된 후 전력 결합기(260)로 입력된다. 여기서, 캐리어 증폭기(254)는 캐리어 왜곡신호(Zc)가 아날로그 신호로 상향 변환된 제2 RF 신호의 전력을 증폭하는 동작을 수행한다. 캐리어 증폭기(254)는 도허티(Doherty) 전력 증폭기일 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. The carrier distortion signal Zc in the form of a digital signal in the carrier predistortion controller 224 passes through the second DAC 234 and the second upconverter 244 and is converted into a second RF signal and then supplied to the carrier amplifier 254 . The second RF signal is amplified through a carrier amplifier 254 and then input to a power combiner 260. Here, the carrier amplifier 254 performs an operation of amplifying the power of the second RF signal whose carrier distortion signal Zc is up-converted to an analog signal. The carrier amplifier 254 may be, but is not necessarily, a Doherty power amplifier.

전력 결합기(260)는 피킹 증폭기(252) 및 캐리어 증폭기(254) 각각으로부터 출력된 증폭 신호를 결합하여 전력 증폭기(250)의 출력신호(출력신호 Y)를 발생시킨다.The power combiner 260 combines the amplified signals output from each of the peaking amplifier 252 and the carrier amplifier 254 to generate an output signal (output signal Y) of the power amplifier 250.

전력 결합기(260)의 출력신호는 RF 커플러(270)로부터 커플링을 통해 전력 레벨이 감쇄된 후 하향 변환기(246) 및 ADC(236)를 통과하여 디지털 출력신호로 변환된다. 여기서, 디지털 출력신호는 피크 전치왜곡 연산기(282) 및 캐리어 전치왜곡 연산기(284) 각각으로 입력된다. The output signal of the power combiner 260 is coupled through a coupling from the RF coupler 270 to a downconverter 246 and ADC 236 after the power level is attenuated and converted to a digital output signal. Here, the digital output signal is input to the peak predistortion calculator 282 and the carrier predistortion calculator 284, respectively.

피크 전치왜곡 연산기(282)는 피크 전치왜곡 제어기(222)의 피킹 왜곡신호(Zp) 및 전력 증폭기(250)의 출력신호를 디지털 변환한 디지털 출력신호를 이용하여 제2 비선형 특성정보를 생성하고, 제2 비선형 특성정보를 피크 전치왜곡 제어기(222)로 전송한다.The peak predistortion calculator 282 generates the second nonlinear characteristic information using the digital output signal obtained by digitally converting the peaking distortion signal Zp of the peak predistortion controller 222 and the output signal of the power amplifier 250, And transmits the second nonlinear characteristic information to the peak predistortion controller 222.

구체적으로, 피크 전치왜곡 연산기(282)는 피크 전치왜곡 제어기(222)의 피킹 왜곡신호(Zp) 및 전력 증폭기(250)의 출력신호를 디지털 변환한 디지털 출력신호를 이용하여 피킹 증폭기(252)의 비선형 특성에 대한 함수를 추출하고, 비선형 특성에 대한 역함수를 산출하여 제1 비선형 특성정보를 생성한다. 여기서, 제1 비선형 특성정보는 룩업 테이블의 구성값 또는 다항식의 계수를 포함할 수 있다. Specifically, the peak predistortion calculator 282 uses the digital output signal obtained by digitally converting the peaking distortion signal Zp of the peak predistortion controller 222 and the output signal of the power amplifier 250, Extracts a function for the nonlinear characteristic, and calculates an inverse function for the nonlinear characteristic to generate the first nonlinear characteristic information. Here, the first nonlinear characteristic information may include a configuration value of the lookup table or a coefficient of a polynomial.

피크 전치왜곡 연산기(282)는 제1 비선형 특성정보를 피크 전치왜곡 제어기(222)로 전송하여 피크 전치왜곡 룩업 테이블을 생성하거나 기 설정된 피크 전치왜곡 룩업 테이블이 갱신되도록 한다. 여기서, 피크 전치왜곡 룩업 테이블은 다항식으로 대체될 수 있다. The peak predistort calculator 282 transmits the first nonlinear characteristic information to the peak predistortion controller 222 to generate a peak predistortion lookup table or update a predetermined peak predistortion lookup table. Here, the peak predistortion lookup table can be replaced by a polynomial.

피크 전치왜곡 연산기(282)는 제1 비선형 특성정보를 저장하며, 제1 비선형 특정정보의 변경에 따라 피크 전치왜곡 제어기(222)로의 전송 여부를 제어한다. 다시 말해, 피크 전치왜곡 연산기(282)는 기 저장된 제1 비선형 특성정보와 신규로 생성된 제1 비선형 특성정보를 비교하고, 비교 결과에 따라 제1 비선형 특정정보의 전송 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 피크 전치왜곡 연산기(282)는 기 저장된 제1 비선형 특성정보와 신규 제1 비선형 특성정보의 차이가 기 설정된 임계치 이하인 경우, 신규 제1 비선형 특성정보를 피크 전치왜곡 제어기(222)로 전송하지 않고, 피크 전치왜곡 연산기(282) 내에만 저장한다. 한편, 피크 전치왜곡 연산기(282)는 기 저장된 제1 비선형 특성정보와 신규 제1 비선형 특성정보의 차이가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 신규 제1 비선형 특성정보를 피크 전치왜곡 제어기(222)로 전송하고, 피크 전치왜곡 연산기(282) 내에 저장한다. The peak predistort calculator 282 stores the first nonlinear characteristic information and controls whether or not the peak nonlinear distortion information is transmitted to the peak predistortion controller 222 according to the change of the first nonlinear characteristic information. In other words, the peak predistortion calculator 282 compares the previously stored first nonlinear characteristic information with the newly generated first nonlinear characteristic information, and determines whether to transmit the first nonlinear specific information according to the comparison result. For example, when the difference between the previously stored first nonlinear characteristic information and the new first nonlinear characteristic information is less than or equal to a predetermined threshold value, the peak predistortion calculator 282 outputs the new first nonlinear characteristic information to the peak predistortion controller 222 And stores it only in the peak predistortion calculator 282 without transmitting. On the other hand, when the difference between the previously stored first nonlinear characteristic information and the new first nonlinear characteristic information exceeds a preset threshold value, the peak predistortion calculator 282 outputs the new first nonlinear characteristic information to the peak predistortion controller 222 And stores it in the peak predistortion calculator 282.

캐리어 전치왜곡 연산기(284)는 캐리어 전치왜곡 제어기(224)의 캐리어 왜곡신호(Zc) 및 전력 증폭기(250)의 출력신호를 디지털 변환한 디지털 출력신호를 이용하여 제2 비선형 특성정보를 생성하고, 제2 비선형 특성정보를 캐리어 전치왜곡 제어기(224)로 전송한다.The carrier predistortion calculator 284 generates the second nonlinear characteristic information using the digital output signal obtained by digitally converting the carrier distortion signal Zc of the carrier predistortion controller 224 and the output signal of the power amplifier 250, And transmits the second nonlinear characteristic information to the carrier predistortion controller 224. [

구체적으로, 캐리어 전치왜곡 연산기(284)는 캐리어 전치왜곡 제어기(224)의 캐리어 왜곡신호(Zc) 및 전력 증폭기(250)의 출력신호를 디지털 변환한 디지털 출력신호를 이용하여 캐리어 증폭기(254)의 비선형 특성에 대한 함수를 추출하고, 비선형 특성에 대한 역함수를 산출하여 제2 비선형 특성정보를 생성한다. 여기서, 제2 비선형 특성정보는 룩업 테이블의 구성값 또는 다항식의 계수를 포함할 수 있다. More specifically, the carrier predistortion calculator 284 calculates the carrier predistortion signal Zc of the carrier predistorter 224 using the digital output signal obtained by digitally converting the carrier distortion signal Zc of the carrier predistortion controller 224 and the output signal of the power amplifier 250 Extracts a function for the nonlinear characteristic, and calculates an inverse function for the nonlinear characteristic to generate second nonlinear characteristic information. Here, the second nonlinear characteristic information may include a configuration value of the look-up table or a coefficient of a polynomial.

캐리어 전치왜곡 연산기(284)는 제2 비선형 특성정보를 캐리어 전치왜곡 제어기(224)로 전송하여 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 생성하거나 기 설정된 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블이 갱신되도록 한다. 여기서, 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블은 다항식으로 대체될 수 있다. The carrier predistortion calculator 284 transmits the second nonlinear characteristic information to the carrier predistortion controller 224 to generate a carrier predistorted lookup table or update a predetermined carrier predistorted lookup table. Here, the carrier predistortion lookup table can be replaced with a polynomial.

캐리어 전치왜곡 연산기(284)는 제2 비선형 특성정보를 저장하며, 제2 비선형 특정정보의 변경에 따라 캐리어 전치왜곡 제어기(224)로의 전송 여부를 제어한다. 다시 말해, 캐리어 전치왜곡 연산기(284)는 기 저장된 제2 비선형 특성정보와 신규로 생성된 제2 비선형 특성정보를 비교하고, 비교 결과에 따라 제2 비선형 특정정보의 전송 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 캐리어 전치왜곡 연산기(284)는 기 저장된 제2 비선형 특성정보와 신규 제2 비선형 특성정보의 차이가 기 설정된 임계치 이하인 경우, 신규 제2 비선형 특성정보를 캐리어 전치왜곡 제어기(224)로 전송하지 않고, 캐리어 전치왜곡 연산기(284) 내에만 저장한다. 한편, 캐리어 전치왜곡 연산기(284)는 기 저장된 제2 비선형 특성정보와 신규 제2 비선형 특성정보의 차이가 기 설정된 임계치를 초과하는 경우, 신규 제2 비선형 특성정보를 캐리어 전치왜곡 제어기(224)로 전송하고, 캐리어 전치왜곡 연산기(284) 내에 저장한다. The carrier predistortion calculator 284 stores the second nonlinear characteristic information and controls whether the carrier predistortion controller 224 transmits the carrier nonlinear characteristic information to the carrier predistortion controller 224 in accordance with the change of the second nonlinear characteristic information. In other words, the carrier predistortion calculator 284 compares the previously stored second nonlinear characteristic information with the newly generated second nonlinear characteristic information, and determines whether to transmit the second nonlinear characteristic information according to the comparison result. For example, when the difference between the previously stored second nonlinear characteristic information and the new second nonlinear characteristic information is less than or equal to a preset threshold value, the carrier predistortion calculator 284 outputs the new second nonlinear characteristic information to the carrier predistortion controller 224 And is stored only in the carrier predistortion calculator 284 without transmitting. On the other hand, when the difference between the previously stored second nonlinear characteristic information and the new second nonlinear characteristic information exceeds a predetermined threshold value, the carrier predistortion calculator 284 outputs the new second nonlinear characteristic information to the carrier predistortion controller 224 And stores it in the carrier predistortion calculator 284. [

피크 전치왜곡 연산기(282) 및 캐리어 전치왜곡 연산기(284)에서 추출하는 전력 증폭기(250)의 비선형 특성은 입력되는 신호의 크기에 비례하여 출력신호의 크기가 비선형적으로 변하는 크기 왜곡 특성(AM-to-AM; Amplitude Modulation-to-Amplitude Modulation)과 출력 신호의 위상이 비선형적으로 변하는 위상 왜곡 특성(AM-to-PM; Amplitude Modulation-to-Phase Modulation)으로 구분된다. 즉, 전력 증폭기(250)를 구성하는 피킹 증폭기(252)의 입출력 신호의 크기와 위상의 변화 및 캐리어 증폭기(254)의 입출력 신호의 크기와 위상의 변화는 각각의 서브 증폭기(피킹 증폭기 및 캐리어 증폭기)의 각각의 입력에 대해 피크 전치왜곡 룩업 테이블 및 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블 각각을 이용하여 독립적으로 비선형 특성을 보상할 수 있다. The nonlinear characteristics of the power amplifier 250 extracted by the peak predistortion calculator 282 and the carrier predistortion calculator 284 are such that the magnitude of the output signal is nonlinearly proportional to the magnitude of the input signal, to-Amplitude Modulation (AM-to-AM) and an AM-to-PM (Amplitude Modulation-to-Phase Modulation) in which the phase of an output signal varies nonlinearly. That is, changes in the magnitude and phase of the input and output signals of the peaking amplifier 252 constituting the power amplifier 250 and the changes in the magnitude and phase of the input and output signals of the carrier amplifier 254 are detected by the respective sub amplifiers (the peaking amplifier and the carrier amplifier ) Can be independently compensated for using the peak predistortion lookup table and the carrier predistortion lookup table, respectively.

본 발명의 실시예에 따른 디지털 전치왜곡 장치(201)는 고효율 전력 증폭기의 서브 증폭기들(피킹 증폭기 및 캐리어 증폭기)의 입력과 전치 왜곡을 독립적으로 구성하며, 이러한 구성으로 인해 광대역 시스템에서 전력 결합기(260) 내부에서 물리적으로 고정된 위상 천이기의 주파수에 따른 특성 변화를 최소화할 수 있다. 또한, 디지털 전치왜곡 장치(201)는 전력 증폭기(250)의 출력을 최대화하여 고효율의 전력 증폭기(250)를 주파수 변화에 따른 성능 열화 없이 동작시킬 수 있다.The digital predistorter 201 according to the embodiment of the present invention independently configures the input and predistortion of the sub-amplifiers (peaking amplifier and carrier amplifier) of the high efficiency power amplifier, and this arrangement causes the power combiner 260 can be minimized by changing the frequency of the phase shifter physically fixed. In addition, the digital predistorter 201 can maximize the output of the power amplifier 250 to operate the high-efficiency power amplifier 250 without deteriorating the performance according to the frequency variation.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 디지털 전치왜곡 방법을 나타내는 흐름도이다.3 is a flow chart illustrating a digital predistortion method in accordance with an embodiment of the present invention.

디지털 전치왜곡 장치(201)는 디지털 전송신호(입력신호 X)를 두 개의 디지털 신호로 분리한다(S310). 디지털 전치왜곡 장치(201)는 디지털 전송신호를 피킹 신호(Xp) 및 캐리어 신호(Xc)로 분리하며, 분리된 두 개의 신호 중 하나인 피킹 신호(Xp)는 피킹 증폭기(252)를 통해 증폭하기 위한 입력 신호를 의미하고, 나머지 하나인 캐리어 신호(Xc)는 캐리어 증폭기(254)를 통해 증폭하기 위한 입력 신호를 의미한다. The digital predistorter 201 separates the digital transmission signal (input signal X) into two digital signals (S310). The digital predistorter 201 separates the digital transmission signal into a peaking signal Xp and a carrier signal Xc and the peaking signal Xp which is one of the two separated signals is amplified by the peaking amplifier 252 And the other carrier signal Xc is an input signal for amplifying the carrier signal Xc through the carrier amplifier 254. [

디지털 전치왜곡 장치(201)는 피킹 증폭기(252) 및 캐리어 증폭기(254)를 통해 증폭하기 위한 디지털 전송신호(입력신호 X)를 아날로그 신호로 변환하기 이전에 디지털 신호 형태의 피킹 신호(Xp) 및 캐리어 신호(Xc)로 분리한다.The digital predistortion apparatus 201 outputs a peaking signal Xp in the form of a digital signal and a peaking signal Xp in the form of a digital signal before converting the digital transmission signal (input signal X) for amplification through the peaking amplifier 252 and the carrier amplifier 254 to an analog signal. Carrier signal Xc.

디지털 전치왜곡 장치(201)는 기 설정된 전치왜곡 룩업 테이블을 이용하여 두 개의 디지털 신호 각각에 대한 비선형 특성을 보상한다(S320).The digital predistorter 201 compensates for the nonlinear characteristic of each of the two digital signals using a predetermined predistortion lookup table (S320).

디지털 전치왜곡 장치(201)는 피크 전치왜곡 룩업 테이블 및 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블 각각을 저장하며, 피크 전치왜곡 룩업 테이블 및 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블 각각을 기반으로 피킹 신호(Xp) 및 캐리어 신호(Xc)의 비선형 특성을 보상한다. 여기서, 비선형 특성의 보상은 전치왜곡 룩업 테이블 각각의 구성값을 기초로 비선형 특성의 역함수를 이용하여 피킹 신호(Xp) 및 캐리어 신호(Xc)를 왜곡 처리하여 피킹 왜곡신호(Zp) 및 캐리어 왜곡신호(Zc)으로 변환하는 동작을 의미한다. The digital predistorter 201 stores a peak predistortion lookup table and a carrier predistortion lookup table, respectively, and generates a peaking signal Xp and a carrier signal Xc based on a peak predistortion lookup table and a carrier predistortion lookup table, respectively. To compensate for the nonlinear characteristics of the nonlinear device. Here, the compensation of the nonlinear characteristic is performed by distorting the peaking signal Xp and the carrier signal Xc using the inverse function of the nonlinear characteristic based on the constituent values of each of the predistortion lookup tables to obtain the peaking distortion signal Zp and the carrier distortion signal (Zc).

디지털 전치왜곡 장치(201)는 피킹 왜곡신호(Zp) 및 캐리어 왜곡신호(Zc)를 전력 증폭기(250)로 전송하여 디지털-아날로그 변환 및 RF 상향 변환 처리가 수행되도록 한다(S330). 디지털 전치왜곡 장치(201)는 피킹 왜곡신호(Zp) 및 캐리어 왜곡신호(Zc) 각각이 변환된 제1 RF 신호 및 제2 RF 신호 각각을 증폭한 후 하나의 출력 신호로 결합한다(S340).The digital predistorter 201 transmits the peaking distortion signal Zp and the carrier distortion signal Zc to the power amplifier 250 so that the digital-analog conversion and the RF up-conversion processing are performed (S330). The digital predistorter 201 amplifies the peaking distortion signal Zp and the carrier distortion signal Zc of the first RF signal and the second RF signal, respectively, and combines the amplified first RF signal and the second RF signal into one output signal at step S340.

디지털 전치왜곡 장치(201)는 출력 신호를 기반으로 전치왜곡 처리의 최적값 여부를 판단한다(S350).The digital predistorter 201 determines whether the predistortion process is the optimum value based on the output signal (S350).

디지털 전치왜곡 장치(201)는 전치왜곡 처리값을 기 설정된 임계값과 비교하고, 최적으로 전치왜곡 처리된 것으로 판단된 경우 전치왜곡 처리 과정을 종료한다. The digital predistorter 201 compares the predistortion processing value with a predetermined threshold value, and when it is determined that the predistortion processing is performed optimally, the predistortion processing is terminated.

한편, 디지털 전치왜곡 장치(201)는 전치왜곡 처리값을 기 설정된 임계값과 비교하고, 추가적인 전치왜곡 처리가 필요한 것으로 판단되면, 피크 전치왜곡 룩업 테이블 및 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블 각각을 갱신 처리한다(S360). 여기서, 디지털 전치왜곡 장치(201)는 피킹 왜곡신호(Zp) 및 출력 신호를 기반으로 신규 피크 전치왜곡 룩업 테이블를 생성하고, 캐리어 왜곡신호(Zc) 및 출력 신호를 기반으로 신규 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 생성하여 룩업 테이블을 갱신 처리할 수 있다. On the other hand, the digital predistorter 201 compares the predistortion processing value with a predetermined threshold value, and if it is determined that additional predistortion processing is necessary, updates the peak predistortion lookup table and the carrier predistortion lookup table, respectively S360). Here, the digital predistorter 201 generates a new peak predistortion lookup table based on the peaking distortion signal Zp and the output signal, and calculates a new carrier predistortion lookup table based on the carrier distortion signal Zc and the output signal And update the lookup table.

도 3에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 3에 기재된 과정을 변경하여 실행하거나 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In FIG. 3, it is described that each process is sequentially executed, but it is not limited thereto. In other words, the present invention can be applied to changing the procedure shown in FIG. 3 or executing one or more processes in parallel. Therefore, FIG. 3 is not limited to the time series.

한편, 도 3에 도시된 흐름도의 각 단계는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(Computer-Readable Recording Medium)에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.Meanwhile, each step of the flowchart shown in FIG. 3 can be implemented as a computer-readable code in a computer-readable recording medium. A computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. That is, a computer-readable recording medium includes a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), an optical reading medium (e.g., CD ROM, And the like). In addition, the computer-readable recording medium may be distributed over a network-connected computer system so that computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner.

이상의 설명은 본 발명에 따른 실시예들의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명에 따른 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예들은 본 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 실시예들의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명에 따른 실시예들의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the inventive concept. Various modifications and variations will be possible. Therefore, the embodiments according to the present invention are intended to illustrate rather than limit the technical idea of the embodiments, and the scope of the technical idea of the embodiments is not limited by these embodiments. The scope of protection of embodiments according to the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be interpreted as being included in the scope of the embodiments of the present invention.

110: 전치왜곡 제어기 122: DAC
124: ADC 132: RF 상향 변환기
134: RF 하향 변환기 140: 신호 분리기
150: 전력 증폭기 160: 전력 결합기
170: RF 커플러 180: 전치왜곡 계수 추출부
200: 디지털 전치왜곡 시스템 210: 신호 분리기
222: 피크 전치왜곡 제어기 224: 캐리어 전치왜곡 제어기
232: 제1 DAC 234: 제2 DAC
236: ADC(236) 242: 제1 상향 변환기
244: 제2 상향 변환기 246: 하향 변환기
250: 전력 증폭기 260: 전력 결합기
270: RF 커플러(270), 282: 피크 전치왜곡 연산기
284: 캐리어 전치왜곡 연산기
110: predistortion controller 122: DAC
124: ADC 132: RF up-converter
134: RF downconverter 140: signal separator
150: power amplifier 160: power combiner
170: RF coupler 180: Predistortion coefficient extracting unit
200: digital predistortion system 210: signal separator
222: Peak Predistortion Controller 224: Carrier Predistortion Controller
232: first DAC 234: second DAC
236: ADC 236 242: first up-
244: second up converter 246: down converter
250: power amplifier 260: power combiner
270: RF coupler 270, 282: peak predistortion calculator
284: Carrier predistortion calculator

Claims (8)

디지털 전치왜곡을 처리하기 위한 장치에 있어서,
디지털 입력신호를 피크 신호 및 캐리어 신호로 분리하는 신호 분리기;
피크 전치왜곡 룩업 테이블을 기반으로 상기 피크 신호를 왜곡하여 피크 전치왜곡 신호를 생성하는 피크 전치왜곡 제어기;
캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 기반으로 상기 캐리어 신호를 왜곡하여 캐리어 전치왜곡 신호를 생성하는 캐리어 전치왜곡 제어기;
상기 피크 전치왜곡 신호를 기반으로 제1 비선형 특성정보를 생성하고, 상기 제1 비선형 특성정보를 이용하여 상기 피크 전치왜곡 룩업 테이블을 생성 또는 갱신하는 피크 전치왜곡 연산부; 및
상기 캐리어 전치왜곡 신호를 기반으로 제2 비선형 특성정보를 생성하고, 상기 제2 비선형 특성정보를 이용하여 상기 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 생성 또는 갱신하는 캐리어 전치왜곡 연산부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 전치왜곡 장치.
An apparatus for processing digital predistortion,
A signal separator for separating a digital input signal into a peak signal and a carrier signal;
A peak predistortion controller for generating a peak predistortion signal by distorting the peak signal based on a peak predistortion lookup table;
A carrier predistortion controller for generating a carrier predistortion signal by distorting the carrier signal based on a carrier predistortion lookup table;
A peak predistortion operator for generating first nonlinear characteristic information based on the peak predistortion signal and generating or updating the peak predistortion lookup table using the first nonlinear characteristic information; And
A carrier predistortion calculator for generating second nonlinear characteristic information based on the carrier predistortion signal and generating or updating the carrier predistortion lookup table using the second nonlinear characteristic information,
And the digital predistortion device.
제1항에 있어서,
상기 피크 전치왜곡 연산부는,
상기 피크 전치왜곡 신호 및 기 증폭된 전력 증폭기의 출력 신호에 근거하여 상기 피크 전치왜곡 룩업 테이블을 생성 또는 갱신하는 것을 특징으로 하는 디지털 전치왜곡 장치.
The method according to claim 1,
The peak predistortion arithmetic unit may include:
And generates or updates the peak predistortion lookup table based on the peak predistortion signal and the output signal of the pre-amplified power amplifier.
제2항에 있어서,
상기 피크 전치왜곡 연산부는,
상기 피크 전치왜곡 신호 및 상기 출력 신호를 이용하여 상기 전력 증폭기에 포함된 피킹 증폭기의 비선형 특성에 대한 함수를 추출하고, 상기 비선형 특성에 대한 역함수를 산출하여 상기 피크 전치왜곡 룩업 테이블에 대한 상기 제1 비선형 특성정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 전치왜곡 장치.
3. The method of claim 2,
The peak predistortion arithmetic unit may include:
Extracting a function of a nonlinear characteristic of a peaking amplifier included in the power amplifier using the peak predistortion signal and the output signal, calculating an inverse function of the nonlinear characteristic, and outputting the inverse function of the first predistortion lookup table to the peak predistortion lookup table And generates the nonlinear characteristic information.
제1항에 있어서,
상기 캐리어 전치왜곡 연산부는,
상기 캐리어 전치왜곡 신호 및 기 증폭된 전력 증폭기의 출력 신호에 근거하여 상기 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 생성 또는 갱신하는 것을 특징으로 하는 디지털 전치왜곡 장치.
The method according to claim 1,
The carrier predistortion arithmetic section calculates,
And generates or updates the carrier predistortion lookup table based on the carrier predistortion signal and the output signal of the amplified power amplifier.
제4항에 있어서,
상기 캐리어 전치왜곡 연산부는,
상기 캐리어 전치왜곡 신호 및 상기 출력 신호를 이용하여 상기 전력 증폭기에 포함된 캐리어 증폭기의 비선형 특성에 대한 함수를 추출하고, 상기 비선형 특성에 대한 역함수를 산출하여 상기 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블에 대한 상기 제2 비선형 특성정보를 생성하는 것을 특징으로 하는 디지털 전치왜곡 장치.
5. The method of claim 4,
The carrier predistortion arithmetic section calculates,
Extracting a function for the nonlinear characteristic of the carrier amplifier included in the power amplifier using the carrier predistortion signal and the output signal to calculate an inverse function for the nonlinear characteristic, And generates the nonlinear characteristic information.
제1항에 있어서,
상기 피크 전치왜곡 제어기는,
상기 피크 전치왜곡 연산부로부터 상기 제1 비선형 특성정보를 획득하고, 상기 제1 비선형 특성정보에 포함된 룩업 테이블 구성값에 근거하여 상기 피크 전치왜곡 룩업 테이블을 갱신하고, 갱신된 피크 전치왜곡 룩업 테이블을 이용하여 상기 피크 신호를 왜곡 처리하는 것을 특징으로 하는 디지털 전치왜곡 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the peak predistortion controller comprises:
Acquires the first nonlinear characteristic information from the peak predistortion computing unit, updates the peak predistortion lookup table based on a lookup table configuration value included in the first nonlinear characteristic information, and updates the updated peak predistortion lookup table And the peak signal is distorted using the peak signal.
제1항에 있어서,
상기 캐리어 전치왜곡 제어기는,
상기 캐리어 전치왜곡 연산부로부터 상기 제2 비선형 특성정보를 획득하고, 상기 제2 비선형 특성정보에 포함된 룩업 테이블 구성값에 근거하여 상기 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 갱신하고, 갱신된 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 이용하여 상기 캐리어 신호를 왜곡 처리하는 것을 특징으로 하는 디지털 전치왜곡 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the carrier predistortion controller comprises:
Acquires the second nonlinear characteristic information from the carrier predistortion computing unit, updates the carrier predistortion lookup table based on a lookup table configuration value included in the second nonlinear characteristic information, and updates the updated carrier predistortion lookup table Wherein the distortion correcting unit corrects the carrier signal by performing distortion processing on the carrier signal.
디지털 전치왜곡을 처리하는 방법에 있어서,
디지털 입력신호를 피크 신호 및 캐리어 신호로 분리하는 신호 분리과정;
피크 전치왜곡 룩업 테이블을 기반으로 상기 피크 신호를 왜곡하여 피크 전치왜곡 신호를 생성하는 피크 전치왜곡 제어과정;
캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 기반으로 상기 캐리어 신호를 왜곡하여 캐리어 전치왜곡 신호를 생성하는 캐리어 전치왜곡 제어과정;
상기 피크 전치왜곡 신호를 기반으로 제1 비선형 특성정보를 생성하고, 상기 제1 비선형 특성정보를 이용하여 상기 피크 전치왜곡 룩업 테이블을 생성 또는 갱신하는 피크 전치왜곡 연산과정; 및
상기 캐리어 전치왜곡 신호를 기반으로 제2 비선형 특성정보를 생성하고, 상기 제2 비선형 특성정보를 이용하여 상기 캐리어 전치왜곡 룩업 테이블을 생성 또는 갱신하는 캐리어 전치왜곡 연산과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 디지털 전치왜곡 방법.
A method for processing digital predistortion,
A signal separation process for separating a digital input signal into a peak signal and a carrier signal;
A peak predistortion control process of generating a peak predistortion signal by distorting the peak signal based on a peak predistortion lookup table;
A carrier predistortion control process of generating a carrier predistortion signal by distorting the carrier signal based on a carrier predistortion lookup table;
A peak predistortion computing step of generating first nonlinear characteristic information based on the peak predistortion signal and generating or updating the peak predistortion lookup table using the first nonlinear characteristic information; And
Generating a second nonlinear characteristic information based on the carrier predistortion signal and generating or updating the carrier predistortion lookup table using the second nonlinear characteristic information,
Wherein the digital predistortion method comprises:
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