KR100226424B1 - Linear transmitting system using feedforward and cartesian loop linearization method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선통신 시스템에서 선형 송신 시스템에 관한 것으로서, 그 목적은 최종단 전력 증폭기와 송신 시스템 전체를 선형화하고자 함에 있다. 그 특징은 기저대역 아날로그 입력정보를 공급하는 입력정보 공급수단과, 에러신호를 가지고 원신호를 왜곡시키는 신호 왜곡수단과, 제 1 국부발진 신호를 가지고 정보신호를 변조하고 제 2 국부발진 신호를 가지고 상기 변조된 신호의 주파수를 상향시키는 변조수단과, 전력증폭기의 상호변조 왜곡특성을 억압하여 최종단 전력증폭기를 피드포워드 방식으로 선형화하는 피드포워드 선형 증폭수단과, 상기 피드포워드 선형 증폭수단으로부터 표본한 신호를 상기 제 1 국부발진 신호를 가지고 복조하고 상기 제 2 국부발진 신호를 가지고 상기 복조된 신호의 주파수를 하향하는 복조수단과, 상기 기저대역 입력 데이터 신호와 상기 복조수단으로부터 복조된 신호를 비교하여 에러신호를 만들어 상기 신호 왜곡수단에 공급하는 에러신호 발생수단 및 상기 정보신호를 변조하고 상기 피드포워드 선형 증폭수단으로부터 표본한 상기 신호를 복조하기 위하여 상기 제 1 국부발진 신호를 상기 변조수단과 상기 복조수단에 공급하고 상기 변조된 신호의 주파수를 상향시키고 상기 복조된 신호의 주파수를 하향시키기 위하여 상기 제 국부발진 신호를 상기 변조수단과 상기 복조수단에 공급하는 국부발진 수단으로 구성되는 데에 있다.The present invention relates to a linear transmission system in a wireless communication system, and an object thereof is to linearize the final power amplifier and the entire transmission system. Its features include input information supply means for supplying baseband analog input information, signal distortion means for distorting the original signal with an error signal, modulating the information signal with a first local oscillation signal and having a second local oscillation signal. A modulating means for raising the frequency of the modulated signal, a feedforward linear amplifying means for suppressing the intermodulation distortion characteristic of the power amplifier and linearizing the final stage power amplifier by a feedforward method, and sampling the feedforward linear amplifying means. Demodulation means for demodulating a signal with the first local oscillation signal and downgrading the frequency of the demodulated signal with the second local oscillation signal, comparing the baseband input data signal with a signal demodulated from the demodulation means; Error signal generating means for generating an error signal and supplying the signal distortion means; The first local oscillation signal is supplied to the modulation means and the demodulation means to modulate an information signal and to demodulate the signal sampled from the feedforward linear amplification means, and to raise the frequency of the modulated signal and to demodulate the demodulated signal. And a local oscillation means for supplying the local oscillation signal to the modulation means and the demodulation means to lower the frequency of the signal.
Description
본 발명은 무선 통신시스템에서 선형 송신 시스템에 관한 것으로서, 특히 피드포워드와 카티시안 루프 선형화 방법을 이용한 선형 송신 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a linear transmission system in a wireless communication system, and more particularly, to a linear transmission system using a feedforward and a Cartesian loop linearization method.
일반적으로, 이동통신 시스템에서 특히 선형 변조 방식을 이용하는 시스템에서는 인접채널에 미치는 간섭을 줄이는 것이 필수적으로 해결되어야 할 문제이다.In general, in a mobile communication system, in particular, a system using a linear modulation scheme, it is essential to reduce interference on adjacent channels.
인접 채널 간섭의 정도는 잘 설계된 시스템에서는 최종단에 사용한 전력증폭기의 상호변조 왜곡특성에 의해서 주로 결정된다.The degree of adjacent channel interference is mainly determined by the intermodulation distortion characteristics of the power amplifier used in the final stage in a well designed system.
상호변조 왜곡에 의한 인접 채널 간섭을 줄이기 위해서 이동통신 시스템에서 사용하는 선형화 방식은 크게 피드백 방식, 사전왜곡 방식 및 피드포워드 방식 등이 있다.Linearization schemes used in a mobile communication system to reduce adjacent channel interference due to intermodulation distortion include feedback, predistortion, and feedforward.
이와 같은 선형화 방식중에서 피드포워드 선형화 방식은 선형화 개선 정도나 선형화 대역폭 면에서 다른 선형화 방식보다 성능이 우수하지만 구성 소자가 많고 각각의 구성 소자의 특성을 정교하게 조절해야 만이 통상적으로 요구되는 상호변조 왜곡특성인 60 dBc 를 만족하는 시스템을 구현할 수 있으나 구현하기가 용이하지 않다.Among these linearization methods, the feedforward linearization method outperforms other linearization methods in terms of the degree of linearization improvement or linearization bandwidth, but there are many components and the intermodulation distortion characteristics usually required only by precisely adjusting the characteristics of each component. A system satisfying 60 dBc can be implemented, but it is not easy to implement.
또한 원신호는 기저대역에서부터 변조기, 주파수 상향기 등을 거치면서 서서히 상호변조 왜곡특성이 악화되기 때문에 시스템 전체를 선형화할 필요가 있다.In addition, the original signal needs to be linearized as a whole because the intermodulation distortion characteristics deteriorate gradually from the baseband to the modulator and the frequency uplinker.
능동소자들의 특성은 근본적으로 비선형적이다. 특히 고출력 증폭기의 경우 동작점이 포화영역에 가까워질수록 비선형성이 현저하게 증가하여 출력의 크기와 위상이 왜곡된다.The characteristics of active devices are fundamentally nonlinear. In particular, in the case of a high output amplifier, as the operating point approaches the saturation region, the nonlinearity increases markedly, and the magnitude and phase of the output are distorted.
또한 2개 이상의 반송파가 고출력 증폭기에 인가될 경우에 포화영역에 가까워질수록 더 큰 상호변조 성분들이 발생하여 인접한 채널에 영향을 미치게 된다.In addition, when two or more carriers are applied to a high power amplifier, the closer to the saturation region, the larger intermodulation components are generated and affect adjacent channels.
이러한 상호변조 성분들은 인접채널에 잡음원으로 작용하여 전송품질을 저하시키는 요인이 되며, 다른 사업자의 주파수 대역으로 넘어가 타대역에도 영향을 미치게 된다.These intermodulation components act as a noise source in the adjacent channel, causing a deterioration in transmission quality, and affecting other bands by shifting to other carriers' frequency bands.
최근에 디지탈 이동통신 시스템에서는 선형 변조 방식을 사용하며 다중 반송파 방식이므로 신호의 증폭과정에서 생기는 위상왜곡과 상호 변조 신호를 작게하는 증폭기의 선형성을 강조하고 있다.Recently, the digital mobile communication system uses a linear modulation scheme and multi-carrier scheme, which emphasizes the linearity of the amplifier which reduces phase distortion and intermodulation signals generated in the signal amplification process.
기존에 선형성이 좋은 것으로 알려졌던 A급 증폭기는 상기와 같은 과제들을 해결할 수 있는 있으나 원하는 선형성을 얻기 위해서는 동작점을 상당히 백오프(Backoff)시켜야 하며, 이로 인해 효율면에서 대단히 비경제적이라는 단점이 있다.Class A amplifiers, which are known to have good linearity, can solve these problems, but they require significant backoff of the operating point in order to obtain the desired linearity, which is very uneconomical in terms of efficiency. .
그래서, A급 증폭기보다는 선형성이 떨어지지만 전력효율이 좋은 AB급 증폭기에 선형화기를 부착시켜 증폭기의 비선형성을 외부에서 개선해 주는 방식이 많이 연구되고 있는데 이러한 방식으로는 사전왜곡(Predistortor)방식, 피드백(Feedback) 방식, 피드포워드(Feedforward) 방식이 있다.Therefore, there is a lot of research to improve the nonlinearity of the amplifier externally by attaching a linearizer to the class AB amplifier, which is less linear than the class A amplifier, but has a high power efficiency, and this method includes predistortor and feedback ( There is a feedback method and a feedforward method.
세 방식중 가장 개선 능력이 뛰어난 방식은 피드포워드 방식이지만 상당히 회로가 복잡하다는 문제점이 있었다.The best improvement among the three methods is the feedforward method, but the circuit is quite complicated.
그래서, 만족할 만한 개선효과를 위해서는 정밀한 제작이 요구된다.Thus, precise production is required for a satisfactory improvement effect.
예로서 이동통신 시스템의 경우에는 타대역에로의 상호변조 스퓨리어스 규격이 -60dBc 이고, 상호변조 특성이 -30dBc인 AB급 증폭기 사용할 경우에는 이를 만족시키기 위해서 피드포워드 선형화 회로에서 -30dBc를 개선해 줘야 한다.For example, in the case of a mobile communication system, if a class AB amplifier having an intermodulation spurious specification of -60 dBc to other bands and a -30 dBc intermodulation characteristic is used, the feed forward linearization circuit should improve the -30 dBc to satisfy this. .
그러나 이를 만족시키려면 상당히 정밀한 설계 및 제작이 요구되므로 대량생산이 어렵고 제품의 불량율이 커진다는 문제점이 있었다.However, to satisfy this problem, there is a problem that mass production is difficult and the defect rate of the product is increased because it requires a very precise design and manufacturing.
또한, 통신시스템에서 신호를 무선으로 전송하고자 하는 경우, 송신 시스템의 상호 변조 왜곡특성은 최종단에 이용되는 전력증폭기에 의해서 주로 결정되므로 기존에는 최종단 전력 증폭기의 선형화에만 관심이 있었다.In addition, when a signal is to be transmitted wirelessly in a communication system, the intermodulation distortion characteristic of the transmission system is mainly determined by the power amplifier used in the final stage.
그러나 실질적인 경우는 원신호 자체가 송신 시스템에 인가되어 변조기, 주파수 상향기 등을 거치면서 점진적으로 상호 변조 왜곡특성이 악화되므로 최종단에 아무리 성능이 좋은 선형 증폭기를 사용한다고 할 지라도 시스템 전체의 상호 변조 왜곡특성을 만족시키기가 용이하지 않으며, 잘 설계된 송신 시스템인 경우일지라도 최종단에 이용되는 전력증폭기를 원하는 시스템 규격을 만족하도록 선형화하기가 어렵다는 문제점이 있었다.In practical cases, however, since the original signal itself is applied to the transmission system and gradually undergoes a modulator, a frequency uplinker, etc., the intermodulation distortion characteristic deteriorates, so even if a high performance linear amplifier is used at the final stage, the entire system is intermodulated. It is not easy to satisfy the distortion characteristics, and even in a well-designed transmission system, there is a problem in that it is difficult to linearize the power amplifier used in the final stage to satisfy a desired system standard.
상기 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 선형 변조 방식을 이용하는 통신시스템에서 중요하게 고려되어야 하는 인접 채널 간섭의 영향을 줄이기 위해서 사용하는 선형화 방법을 이용하여 최종단 전력 증폭기 뿐만 아니라 송신 시스템 전체의 상호 변조 왜곡특성을 개선하여 실질적으로 원신호만을 증폭하여 송신하는 선형 송신 시스템과 요구되는 상호 변조 왜곡특성의 규격을 용이하게 수용할 수 있도록 최종단 전력 증폭기와 송신 시스템 장치를 선형화하고자 함에 그 목적이 있다.In order to solve the above problems, the present invention uses a linearization method that is used to reduce the influence of adjacent channel interference, which should be considered important in a communication system using a linear modulation scheme. The purpose of this is to linearize the final power amplifier and transmission system apparatus to improve the intermodulation distortion characteristics and to easily accommodate the requirements of the required intermodulation distortion characteristics. have.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 기저대역 아날로그 입력정보를 공급하는 입력정보 공급수단과, 에러신호를 가지고 원신호를 왜곡 시키는 신호 왜곡수단과, 제 1 국부발진 신호를 가지고 정보신호를 변조하고, 제 2 국부발진 신호를 가지고 상기 변조된 신호의 주파수를 상향시키는 변조수단과, 전력증폭기의 상호변조 왜곡특성을 억압하여 최종단 전력증폭기를 피드포워드 방식으로 선형화하는 피드포워드 선형 증폭수단과, 상기 피드포워드 선형 증폭수단으로부터 표본한 신호를 상기 제 1 국부발진 신호를 가지고 복조하고, 상기 제 2 국부발진 신호를 가지고 상기 복조된 신호의 주파수를 하향시키는 복조수단과, 상기 기저대역 입력 데이터 신호와 상기 복조수단으로부터 복조된 신호를 비교하여 상기 에러신호를 만들어 상기 신호 왜곡수단에 공급하는 에러신호 발생수단 및 상기 정보신호를 변조하고 상기 피드포워드 선형 증폭수단으로부터 표본한 신호를 복조하기 위하여 상기 제 1 국부발진 신호를 상기 변조수단과 상기 복조수단에 공급하고, 상기 변조된 신호의 주파수를 상향시키고 상기 복조된 신호의 주파수를 하향시키기 위하여 상기 제 2 국부발진 신호를 상기 변조수단과 상기 복조수단에 공급하는 국부발진 수단으로 구성되는 데에 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is input information supply means for supplying baseband analog input information, signal distortion means for distorting the original signal with an error signal, and modulating the information signal with a first local oscillation signal; Modulating means for raising a frequency of the modulated signal with a second local oscillating signal, feed forward linear amplifying means for suppressing intermodulation distortion characteristics of a power amplifier and linearizing a final stage power amplifier by a feed forward method; Demodulation means for demodulating a signal sampled from the feedforward linear amplification means with the first local oscillation signal, and for lowering the frequency of the demodulated signal with the second local oscillation signal, and the baseband input data signal; Comparing the demodulated signal from the demodulation means to produce the error signal, Supplying the first local oscillation signal to the modulation means and the demodulation means for modulating the error signal generating means for supplying the means and the information signal and for demodulating the signal sampled from the feedforward linear amplifying means, And a local oscillation means for supplying the second local oscillation signal to the modulation means and the demodulation means to raise the frequency of the signal and to lower the frequency of the demodulated signal.
본 발명에서는 최종단에 이용되는 전력 증폭기뿐만 아니라 송신 시스템 전체를 선형화함으로써 최종단에서의 선형화 부담을 줄이고 실질적으로 원신호만을 증폭하여 전송하는 선형 송신 시스템을 구현하여, 최종단에서의 선형화 부담을 줄임으로써 최종단 전력증폭기의 선형화기 구현을 용이하게 하며 전체 송신 시스템을 선형화함으로써 실질적으로 원신호 정보만을 증폭하는 선형 송신 시스템을 제공한다.In the present invention, by linearizing the entire transmission system as well as the power amplifier used in the final stage, the linearization system reduces the linearization burden at the final stage and substantially amplifies and transmits only the original signal, thereby reducing the linearization burden at the final stage. As a result, it is easy to implement a linearizer of the final stage power amplifier and provides a linear transmission system that substantially amplifies only original signal information by linearizing the entire transmission system.
그리고 전력증폭기를 선형화하되, 최종단에서 출력을 표본화하여 그 신호를 기저대역으로 주파수를 하향시켜 원신호 정보와 송신 시스템 전체의 상호 변조 왜곡특성에 대한 정보를 얻어낸다.In addition, the power amplifier is linearized, and the output is sampled at the final stage, and the signal is lowered to the baseband to obtain the original signal information and the information on the intermodulation distortion characteristics of the entire transmission system.
이와 같은 과정을 통해서 얻은 신호와 시간지연된 원신호 정보를 비교하여 전체 송신 시스템의 상호 변조 왜곡특성에 관한 정보만을 추출하여, 이 왜곡신호를 가지고 원신호 정보를 전체 송신 시스템의 상호 변조특성과 반대의 특성을 갖도록 미리 왜곡시킴으로써 전체 송신 시스템을 선형화한다.By comparing the signal obtained through this process with the time-delayed original signal information, we extract only the information about the intermodulation distortion characteristics of the entire transmission system. Linearize the entire transmission system by pre-distorting to have characteristics.
제1도는 선형 송신 시스템의 블록도,1 is a block diagram of a linear transmission system,
제2도는 피드포워드 선형 증폭기의 상세 블록도,2 is a detailed block diagram of a feedforward linear amplifier,
제3도는 선형 송신 시스템의 상세 블록도.3 is a detailed block diagram of a linear transmission system.
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for main parts of the drawings
10 : 신호원 11 : 기저대역 디지털 입력 데이터 신호원10: signal source 11: baseband digital input data signal source
12 : D/A 변환기 20 : 왜곡기12: D / A converter 20: Distortor
30 : 변조기 31 : 변조기30 modulator 31 modulator
32 : 주파수 상향기 40 : 국부 발진기32: frequency upr 40: local oscillator
41 : 제 1 국부 발진기 42 : 제 2 국부 발진기41: first local oscillator 42: second local oscillator
50 : 피드포워드 선형 증폭기 51 : 신호 분배기50: feed-forward linear amplifier 51: signal divider
52 : 주증폭기 53 : 제 1 신호 변환기52: main amplifier 53: first signal converter
54 : 감산기 55 : 제 1 결합기54 subtractor 55 first combiner
56 : 제 1 지연회로 57 : 제 2 결합기56: first delay circuit 57: second coupler
58 : 제 2 신호 변환기 59 : 에러 증폭기58: second signal converter 59: error amplifier
60 : 복조기 61 : 복조기60: demodulator 61: demodulator
62 : 주파수 하향기 63 : 제 3 신호 변환기62: frequency down converter 63: third signal converter
70 : 에스티메이터 71 : 제 2 지연회로70 estimator 71 second delay circuit
72 : 에스티메이터 80 : 제 3 신호 결합기72: estimator 80: third signal combiner
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예들 중의 하나를 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail one of the preferred embodiments according to the present invention.
도 1 은 선형 송신 시스템의 블록도이다.1 is a block diagram of a linear transmission system.
도 1 을 참조하여 선형 송신 시스템을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 1, a linear transmission system is as follows.
신호원(10)은 기저대역 아날로그 입력정보를 발생시키고, 왜곡기(20)는 에러신호를 가지고 원신호를 왜곡시키며, 변조기(30)는 국부발진 신호를 가지고 정보신호를 변조하고, 국부 발진기(40)는 주파수를 상향 또는 하향시키는 데에 되며, 피드포워드 선형 증폭기(50)는 전력증폭기의 상호변조 왜곡 특성을 억압하여 최종단 전력증폭기를 피드포워드 방식으로 선형화하고, 복조기(60)는 상기 피드포워드 선형 증폭기(50)로부터 표본한 신호를 복조하며, 에스티메이터(70)는 기저대역 입력 데이터 신호와 상기 복조기(60)로부터 복조된 신호를 비교하여 에러신호를 만들어 낸다.The signal source 10 generates baseband analog input information, the distorter 20 distorts the original signal with an error signal, the modulator 30 modulates the information signal with a local oscillation signal, and generates a local oscillator ( 40 is used to increase or decrease the frequency, the feed forward linear amplifier 50 suppresses the intermodulation distortion characteristics of the power amplifier to linearize the final stage power amplifier by the feed forward method, and the demodulator 60 feeds the feed. The sampled signal from the forward linear amplifier 50 is demodulated, and the estimator 70 compares the baseband input data signal with the demodulated signal from the demodulator 60 to produce an error signal.
송신 시스템 전체에서 시스템의 상호변조 왜곡특성은 기저대역에서 변복조 과정을 거치면서 상호변조 왜곡특성이 서서히 악화되기 때문에 시스템 전체의 상호변조 왜곡특성을 개선하기 위해서 최종단 출력신호를 표본한 다음 복조기(60)를 이용해서 기저대역 신호로 다시 복조하고, 에스티메이터(70)에서 원정보 신호와 복조된 신호를 비교해서 에러신호를 만들어 낸다.Since the intermodulation distortion characteristics of the system in the entire transmission system are gradually deteriorated during the modulation and demodulation process at the baseband, the final stage output signal is sampled to improve the intermodulation distortion characteristics of the entire system. Demodulate back to the baseband signal, and compare the demodulated signal with the original information signal in the estimator 70 to produce an error signal.
생성된 에러신호는 상기 기저대역 왜곡기(20)를 통해서 원신호에 음으로 부가되어 변조기(30)에 인가된다.The generated error signal is negatively added to the original signal through the baseband distortion 20 and applied to the modulator 30.
이와 같이 전체 시스템의 상호 변조 왜곡특성과 반대가 되도록 원신호를 왜곡시킴으로써 전체 송신 시스템의 상호 변조 왜곡특성을 개선시킬 수 있다.In this way, the intermodulation distortion characteristics of the entire transmission system can be improved by distorting the original signal so as to be opposite to the intermodulation distortion characteristics of the entire system.
상기 변조기(30)에서는 왜곡된 원신호를 이용해서 국부발진 신호를 변조한 후 원하는 신호 크기로 증폭하기 위해서 상기 피드포워드 선형 증폭기(50)에 인가된다.The modulator 30 is applied to the feedforward linear amplifier 50 to modulate the local oscillation signal using the distorted original signal and then amplify it to a desired signal size.
따라서 송신 시스템에 인가된 원신호만이 증폭되며 송신 시스템에서 발생되는 상호변조 왜곡 성분은 억압된다.Therefore, only the original signal applied to the transmission system is amplified and the intermodulation distortion generated in the transmission system is suppressed.
도 2 는 피드포워드 선형 증폭기의 상세 블록도로서, 도 2 를 참조하여 피드포워드 선형 증폭기를 설명하면 다음과 같다.FIG. 2 is a detailed block diagram of a feedforward linear amplifier, which will be described below with reference to FIG. 2.
신호 분배기(51)는 신호의 전력을 분배하고, 주증폭기(52)는 신호를 증폭하며, 제 1 신호 변환기(53)는 신호의 지연시간, 크기 및 위상을 변화시키고, 감산기(54)는 상기 주증폭기의 비선형 특성에 의한 상호왜곡 정보만을 만들며, 제 1 결합기(55)는 상기 주증폭기(52)에 의해서 증폭된 원신호와 주증폭기에서 만들어지는 상호변조 왜곡신호를 표본화하고, 제 1 지연회로(56)는 신호의 지연시간을 조절하며, 제 2 결합기(57)는 에러 증폭기(59)에서 증폭된 에러신호와 주증폭기로부터의 신호를 합하여 증폭된 원신호만을 얻으며, 제 2 신호 변환기(58)는 에러신호의 크기와 위상을 조절하고, 에러 증폭기(59)는 감산기에서 만들어진 주증폭기의 상호변조 왜곡특성 에러신호를 증폭한다.The signal divider 51 distributes the power of the signal, the main amplifier 52 amplifies the signal, the first signal converter 53 changes the delay time, magnitude and phase of the signal, and the subtractor 54 Only the mutual distortion information is generated by the nonlinear characteristics of the main amplifier, and the first combiner 55 samples the original signal amplified by the main amplifier 52 and the intermodulation distortion signal produced by the main amplifier, and the first delay circuit. 56 adjusts the delay time of the signal, and the second combiner 57 adds the error signal amplified by the error amplifier 59 and the signal from the main amplifier to obtain only the amplified original signal, and the second signal converter 58 ) Adjusts the magnitude and phase of the error signal, and the error amplifier 59 amplifies the intermodulation distortion characteristic error signal of the main amplifier made by the subtractor.
입력신호는 신호 분배기(51)로 인해 둘로 분리되며, 그 중 하나는 주증폭기 경로로 입력되고 나머지 하나는 선형화 경로로 입력된다.The input signal is divided into two due to the signal divider 51, one of which is input to the main amplifier path and the other to the linearization path.
주증폭기 경로로 입력된 신호는 주증폭기(52)에서 증폭되며 이때 주증폭기(52)의 비선형성 때문에 왜곡신호도 함께 발생하게 된다.The signal input to the main amplifier path is amplified by the main amplifier 52, and the distortion signal is also generated due to the nonlinearity of the main amplifier 52.
주증폭기(52)의 출력인 증폭된 원신호와 왜곡신호는 제 1 결합기(55)를 통과하며, 이때 대부분의 전력은 제 1 지연회로(56)로 전달되며 부분전력을 감산기(54)에 전달한다.The amplified original signal and the distortion signal, which are outputs of the main amplifier 52, pass through the first combiner 55, and most of the power is transmitted to the first delay circuit 56, and the partial power is transmitted to the subtractor 54. do.
상기 신호 분배기(51)에 의해 선형화 경로로 전달된 신호는 주증폭기(52) 때문에 생기는 시간지연을 상쇄시키기 위해 신호지연을 시키는 시간지연 회로(53)를 거쳐 가변 감쇠기(53)와 제 2 신호 변환기(53)로 전달된다.The signal transmitted by the signal divider 51 in the linearization path is passed through the variable attenuator 53 and the second signal converter via a time delay circuit 53 which causes a signal delay to cancel the time delay caused by the main amplifier 52. Forwarded to 53.
가변 감쇠기(53)와 제 2 신호 변환기(58)에서는 상기 제 1 결합기(55)를 통해 감산기로 전달되는 신호(증폭된 원신호 + 주증폭기의 상호 변조 왜곡특성을 포함하고 있는 왜곡신호)중 증폭된 원신호 성분과 같은 크기이면서 위상만 180°반전된 신호를 빼기 회로에 넣어주는 역할을 한다.In the variable attenuator 53 and the second signal converter 58, amplification is performed among the signals (amplified signal including the intermodulated distortion characteristics of the amplified original signal and the main amplifier) transmitted to the subtractor through the first combiner 55. It is the same size as the original signal component, and serves to subtract 180 ° inverted phase signal into the subtraction circuit.
따라서, 감산기(54)의 출력은 주증폭기의 상호변조 왜곡특성에 관한 정보를 갖고 있는 왜곡신호뿐이다.Therefore, the output of the subtractor 54 is only a distortion signal having information on the intermodulation distortion characteristics of the main amplifier.
감산기(54)의 출력신호는 제 2 결합기(57)에서 상기 주증폭기(52)의 상호변조 왜곡신호와 같은 크기를 갖도록 에러신호 크기를 조절을 위한 가변 감쇠기(58)와 위상을180°변환시키기 위한 제 2 신호 변환기(58)로 전달한다.The output signal of the subtractor 54 is 180 degrees in phase with the variable attenuator 58 for adjusting the error signal magnitude so that the second combiner 57 has the same magnitude as the intermodulation distortion signal of the main amplifier 52. To a second signal converter 58 for transmission.
제 2 신호 변환기(58)에서 180°위상 변환된 왜곡신호는 에러 증폭기(59)에서 증폭되며 상기 제 2 결합기(57)를 통해 주증폭기 경로에 입력된다.The 180 ° phase-converted distortion signal in the second signal converter 58 is amplified in the error amplifier 59 and input to the main amplifier path through the second combiner 57.
상기 제 1 결합기(55)의 출력신호는 선형화 경로의 에러 증폭기(59)와 가변 감쇠기 및 제 2 신호 변환기(58)에서 생기는 시간지연을 상쇄시키기 위해 신호지연을 시키는 제 1 지연회로(56)를 거쳐 제 2 결합기(57)로 입력된다.The output signal of the first coupler 55 is provided with a first delay circuit 56 which delays the signal to offset the time delays generated by the error amplifier 59 and the variable attenuator and the second signal converter 58 of the linearization path. Input to the second coupler 57 via.
제 2 결합기(57)의 두 입력 중에서 증폭기 경로로부터 입력되는 신호는 증폭된 원입력 신호와 왜곡신호이고 선형화 경로에서의 입력신호는 크기가 같으면서 위상만 반대인 왜곡신호이므로, 제 2 결합기(57)는 증폭된 원입력신호만을 출력하게 된다.Among the two inputs of the second combiner 57, the signal input from the amplifier path is the amplified original input signal and the distortion signal, and the input signal in the linearization path is the distortion signal having the same magnitude but the opposite phase, and thus, the second combiner 57. Outputs only the amplified original input signal.
도 3 은 선형 송신 시스템의 상세 블록도로서, 도 3 을 참조하여 선형 송신 시스템을 설명하면 다음과 같다.FIG. 3 is a detailed block diagram of the linear transmission system. Referring to FIG. 3, the linear transmission system will be described below.
신호원(11)은 기저대역 디지털 입력 데이터를 공급하고, D/A 변환기(12)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환시키며, 왜곡기(20)는 에스티메이터에 의해서 생성되는 에러신호를 가지고 원신호를 왜곡시키고, 변조기(31)는 정보신호를 가지고 국부발진 신호를 변조하며, 주파수 상향기(20)는 신호의 주파수를 상향시키고, 제 2 국부 발진기(42)는 상기 주파수 상향기(20)와 주파수 하향기(62)에 발진신호를 공급하며, 피드포워드 선형 증폭기(50)는 신호를 원하는 세기만큼 증폭시키고, 복조기(61)는 정보신호와 송신 시스템 전체의 상호 변조 왜곡특성을 복조하며, 주파수 하향기(62)는 최종 출력신호의 주파수를 하향시키고, 제 3 신호 변환기(63)는 표본한 최종 출력신호의 크기와 위상을 변화시키며, 제 2 지연회로(71)는 기저대역 아날로그 신호를 시간 지연시키고, 에스티메이터(72)는 상기 기저대역 지연 신호와 복조기(61)로부터 인가되는 신호를 비교하여 에러신호만을 만들어 내며, 제 3 결합기(80)는 최종 출력신호를 표본화하고, 제 1 국부 발진기(41)는 정보를 변복조하기 위해서 발진신호를 상기 변조기(31)와 복조기(61)에 공급한다.The signal source 11 supplies baseband digital input data, the D / A converter 12 converts the digital signal into an analog signal, and the distorter 20 has an original signal with an error signal generated by the estimator. And modulator 31 modulates the local oscillation signal with the information signal, frequency upr 20 raises the frequency of the signal, and second local oscillator 42 and the frequency upr 20 The oscillation signal is supplied to the frequency downlinker 62, the feedforward linear amplifier 50 amplifies the signal by a desired intensity, and the demodulator 61 demodulates the intermodulation distortion characteristic of the information signal and the entire transmission system. The downlink 62 lowers the frequency of the final output signal, the third signal converter 63 changes the magnitude and phase of the sampled final output signal, and the second delay circuit 71 times the baseband analog signal. Delay, Estimator 72 compares the baseband delay signal with the signal applied from demodulator 61 to produce only an error signal, and third combiner 80 samples the final output signal and first local oscillator 41. Supplies an oscillation signal to the modulator 31 and the demodulator 61 to modulate and demodulate the information.
디지털 정보신호는 디지털/아날로그 변환기(72)를 통해서 아날로그 신호로 변환된다.The digital information signal is converted into an analog signal through the digital-to-analog converter 72.
아날로그로 변환된 신호의 일부를 표본하고, 나머지 아날로그 신호가 최종단에 사용된 피드포워드 선형 증폭기(50)를 통과하여 증폭된 후, 신호 결합기(80), 제 3 신호 변환기(63), 주파수 하향기(62) 및 복조기(61)를 거쳐 에스티메이터(72)까지 되돌아오는데 경과되는 시간만큼을 상기 지연회로(21)를 이용하여 시간지연시킨다.Sample a portion of the analog-converted signal, and after the remaining analog signal is amplified through the feedforward linear amplifier 50 used at the final stage, the signal combiner 80, the third signal converter 63, the frequency The time delay for returning to the estimator 72 through the scent 62 and the demodulator 61 is delayed using the delay circuit 21.
이 지연회로를 통과한 신호와 최종단 출력(피드포워드 선형 증폭기(50)의 출력)을 신호 결합기(80)에서 표본화한 후 복조기(61)에서 복조한 출력(이 복조 신호에는 송신 시스템의 비선형 특성에 의한 상호변조 왜곡에 대한 정보와 원신호 정보가 함께 있음) 신호를 비교하여 에러신호를 에스티메이터(72)에서 만들며, 에스티메이터(72)에서 생성한 에러신호를 왜곡기(20)에서 원신호와 음의 값으로 더한다.The signal passed through this delay circuit and the final stage output (output of the feedforward linear amplifier 50) are sampled by the signal combiner 80 and then demodulated by the demodulator 61 (this demodulated signal includes the nonlinear characteristics of the transmission system). Information on the intermodulation distortion and the original signal information together) to compare the signal to produce an error signal in the estimator 72, and the error signal generated in the estimator 72 to the original signal in the distorter 20 Add to and negative values.
따라서 왜곡기(20)에서는 송신 시스템 전체에 대한 상호변조 왜곡특성을 음의값으로 반영한 신호를 생성함으로써 최종 출력신호에서 상호변조 왜곡특성이 제거된다.Therefore, the distorter 20 removes the intermodulation distortion characteristic from the final output signal by generating a signal reflecting the intermodulation distortion characteristic of the entire transmission system as a negative value.
상기 변조기(31)에서는 송신 시스템 전체의 상호변조 왜곡특성을 제거하기 위해서 원신호를 에러신호로 미리 왜곡시킨 신호를 이용하여 국부 발진기(41)의 신호를 변조한다.The modulator 31 modulates the signal of the local oscillator 41 by using a signal obtained by distorting the original signal into an error signal in order to remove the intermodulation distortion characteristic of the entire transmission system.
변조된 신호는 주파수 상향기(20)를 통해서 신호의 주파수를 무선 주파수로 변환시킨다.The modulated signal converts the frequency of the signal into a radio frequency through the frequency uplinker 20.
국부 발진기(42)는 주파수 상향과 주파수 하향을 위해서 이용되며, 주파수 상향된 신호는 피드포워드 선형 증폭기(50)에 인가되어 시스템에서 요구되는 신호의 크기로 증폭된다.The local oscillator 42 is used for frequency up and frequency down, and the frequency up signal is applied to the feedforward linear amplifier 50 and amplified to the size of the signal required by the system.
상술한 바와 같은 본 발명은, 이동통신 시스템에서 특히 선형변조 방식을 이용하는 시스템인 경우에 송신 시스템의 상호 변조 왜곡으로 인한 인접 채널 간섭의 영향이 전체 이동통신 시스템의 용량에 큰 영향을 주는 상호 변조 왜곡특성에 의한 인접 채널 간섭을 줄임으로써 시스템의 용량을 증대시킬 수 있으며, 보다 많은 용량의 증대를 위해서 사용되는 기술인 adaptive 안테나 분야에서 요구되는 선형 송신 시스템에 사용될 수 있다는 데에 그 효과가 있다.As described above, in the mobile communication system, especially in the case of a system using a linear modulation scheme, intermodulation distortion in which the influence of adjacent channel interference due to intermodulation distortion of a transmission system greatly affects the capacity of the entire mobile communication system The capacity of the system can be increased by reducing adjacent channel interference due to characteristics, and it can be used in a linear transmission system required in the field of adaptive antenna, a technique used for increasing the capacity.
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