KR100412149B1

KR100412149B1 - 디지털 전치보상기

Info

Publication number: KR100412149B1
Application number: KR10-2001-0032024A
Authority: KR
Inventors: 박명규
Original assignee: 주식회사 인텍웨이브
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2003-12-24
Also published as: KR20020093313A

Abstract

본 발명은 디지털 전치보상기를 부다(BUDA) 보드에 장착하여 향상된 선형화 특성을 가지도록 한 디지털 전치보상기에 관한 것으로, 본 발명에 적용되는 디지털 전치보상기는, 데이터를 디지털화 된 연속된 신호로 변조하는 디지털 변조기와, 상기 디지털 변조기에서 생성된 아날로그 베이스밴드 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기의 베이스밴드 디지털 신호의 왜곡을 지연하는 타임 딜레이와, 상기 타임 딜레이에 의해 신호왜곡이 지연된 입력신호와 후단으로부터 피드백되는 출력신호를 적응 알고리즘이 참조하여 부다보드로부터 입력된 A/D 변환기의 디지털 신호를 전치보상시키는 디에스피(DSP)와, 상기 디에스피(DSP)에 의해 전치보상된 베이스밴드 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기와, 중간주파수 신호를 생성하는 중간주파수 로컬 발진기와, 상기 D/A 변환기의 베이스밴드 신호를 상기 중간주파수 로컬 발진기에서 생성된 중간주파수 신호에 의해 중간주파수로 변환하는 직교 변조기와, 고주파 신호를 생성하는 고주파 로컬 발진기와, 상기 직교 변조기의 중간주파수 신호를 상기 고주파 로컬 발진기에서 생성된 고주파 신호에 의해 고주파 신호로 변환하는 주파수 업 변환기와, 상기 주파수 업 변환기의 고주파 신호를 증폭하는 전원증폭기와, 상기 전원증폭기의 분배된 전력의 출력신호를 다운시켜 중간주파수를 생성하는 주파수 다운 변환기와, 상기 주파수 다운 변환기의 중간주파수를 베이스밴드 신호로 생성하는 직교 복조기와, 상기 직교 복조기의 아날로그 베이스밴드 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기로 구성됨으로써, 디지털 전치보상기를 사용함으로써, 중복 회로들을 줄여 보드의 크기를 축소할 수 있고 값싼 디지털 전치보상을 구현할 수 있으며, 중간주파수 및 고주파 로컬 발진기를 BUDA 보드와 공유하여 사용함으로써 재료비 절감과 함께 소형화에 기여하며, 어떤 기지국 시스템에도 사용가능한 주파수 호환 범용 디지털 전치보상을 구현할 수 있다.

Description

디지털 전치보상기{digital predistorter}

본 발명은 기지국용 고주파 전력증폭기의 선형화에 관한 것으로, 특히 디지털 전치보상기를 부다(BUDA) 보드에 장착하여 향상된 선형화 특성을 가지도록 한 디지털 전치보상기에 관한 것이다.

도 1 은 종래의 디지털 전치보상기의 회로도로써, 이에 도시된 바와 같이 데이터를 디지털화 된 연속된 신호로 변조하는 디지털 변조기(11)와, 중간주파수 신호를 생성하는 중간주파수 로컬 발진기(14)와, 상기 디지털 변조기(11)의 디지털 신호를 상기 중간주파수 로컬 발진기(14)에서 생성된 중간주파수 신호에 의해 중간주파수로 변환하는 직교 변조기(12)와, 고주파 신호를 생성하는 고주파 로컬 발진기(15)와, 상기 직교 변조기(12)의 중간주파수 신호를 상기 고주파 로컬 발진기(15)에서 생성된 고주파 신호에 의해 고주파 신호로 변환하는 주파수 업 변환기(13)로 이루어진 부다보드(10)와, 상기 주파수 업 변환기(13)의 고주파 신호를 다운시켜 중간주파수를 생성하는 주파수 다운 변환기(21)와, 상기 주파수 다운 변환기(21)의 중간주파수를 베이스밴드 신호로 생성하는 직교 복조기(22)와, 상기 직교 복조기(22)의 아날로그 베이스밴드 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(23)와, 상기 A/D 변환기(23)의 베이스밴드 디지털 신호의 왜곡을 지연하는 타임 딜레이(32)와, 상기 A/D 변환기(23)의 디지털 신호를 적응 알고리즘(24b)에의해 전치보상시키는 디에스씨(DSP)(24)와, 상기 디에스씨(DSP)(24)의 전치보상된 베이스밴드 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기(25)와, 상기 D/A 변환기(25)의 베이스밴드 신호를 중간주파수 로컬 발진기(34)에서 생성된 중간주파수 신호에 의해 중간주파수로 변환하는 직교 변조기(26)와, 상기 직교 변조기(26)의 중간주파수 신호를 고주파 로컬 발진기(33)에서 생성된 고주파 신호에 의해 고주파 신호로 변환하는 주파수 업 변환기(27)와, 상기 주파수 업 변환기(27)의 고주파 신호를 증폭하는 전원증폭기(28)와, 상기 전원증폭기(28)의 분배된 전력의 출력신호를 다운시켜 중간주파수를 생성하는 주파수 다운 변환기(29)와, 상기 주파수 다운 변환기(29)의 중간주파수를 베이스밴드 신호로 생성하는 직교 복조기(30)와, 상기 직교 복조기(30)의 아날로그 베이스밴드 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(31)로 이루어진 SCPA(Single Channel Power Amplifier)(또는 HPA) 또는 MCPA(Multi Channel Power Amplifier)(또는 LPA)(20)를 포함하여 구성된 것으로, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

BUDA 보드(기지국 시스템의 베이스밴드와 고주파 업/다운 변환기의 통합 보드를 칭함)(10)에서 디지털 변조기(11)에 의해 변조된 대역신호를 직교(quadrature)변조기(12)를 통해 IQ 변조된 중간주파수(Intermediate Frequency:IF)신호를 얻고 다시 주파수 상향 변환기((13)를 통하여 원하는 고주파(Radio Frequency:RF)신호를 생성하여 SCPA(또는 HPA) 또는 MCPA(또는 LPA)(20)의 전원증폭기(HPA,LPA)(28)로 보낸다.

상기 고주파 신호를 상기 HPA 또는 LPA(20)에서 다시 베이스밴드 신호에서전치보상시키기 위해 다시 주파수 하향 변환기(21)를 통해 중간주파수 신호로 만든후 직교 복조기(22)에서 베이스밴드 신호로 만들고 이를 A/D(Analog/Digital)변환기(23)를 통해 디지털신호처리기(Digital Signal Processor:DSP, 일종의 컨트롤러)(24)에서 적응(adaptation)알고리즘(24b)에 의해 전치보상시키고 이를 D/A 변환기(25)와 직교변조기(26)를 통해 다시 중간주파수 신호로 변환시키고 이를 주파수 상향 변환기(27)에 의해 고주파 신호로 만든 후 전원증폭기(28)에서 증폭되어 선형화된 특성을 갖는 출력신호를 가진다.

상기 출력신호에서 전력을 분배하여 주파수 하향 변환기(29)를 통해 중간주파수 신호를 만들고 직교 복조기(30)를 이용하여 다시 베이스밴드 신호를 만든 후 A/D 변환기(31)를 통해 타임 딜레이(32)를 통한 왜곡되지 않은 입력 베이스밴드와 디지털신호처리기(24)에서 비교하여 적응 알고리즘을 수행하기 위한 판단의 데이터를 만들게 된다.

중간주파수 로컬(local) 발진기(oscillator:OSC)(14)(34), 고주파 로컬 발진기(15)(33)들은 모두 직교 변조기(12)와 직교 복조기(22) 및 주파수 상향 변환기(13)와 주파수 하향 변환기(21)를 구동하기 위한 로컬 발진기로 작용한다.

이와같이, 종래에는 BUDA 보드와 HPA 또는 LPA가 독립적이기는 하나 이미 상향 변환된 고주파 신호를 다시 주파수 하향 변환기와 직교 복조기를 통해 베이스밴드 신호로 만든 후 디지털신호처리기에서 전치보상시키고 이를 다시 직교 변조기와 주파수 상향 변환기를 통해 고주파 신호로 만든 후 전원증폭기의 입력으로 가야하므로 BUDA 보드와 중복된 기능이 많아 회로가 크고 복잡하여 구현이 어렵고 제조단가가 높아진다.

또한, BUDA 보드와 독립적인 중간주파수, 고주파 로컬 발진기를 사용함으로써 특정 시스템에 대해 국한된 디지털 전치보상으로 구현될 수 밖에 없다. 즉, DCN, PCS, WLL, IMT-2000 등에 대해 공통으로 적용할 수 없으므로 각각의 기지국에 대해 별도의 디지털 전치보상을 설계하고 적용할 수 밖에 없는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 주파수 호환 범용 디지털 전치보상기를 이용하여 기지국 시스템의 베이스밴드와 고주파 업/다운 변환기의 통합 보드에 장착 가능한 기지국 전원증폭기를 선형화 하는데 그 목적이 있다.상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 데이터를 디지털화 된 연속된 신호로 변조하는 디지털 변조기와, 상기 디지털 변조기에서 생성된 아날로그 베이스밴드 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기의 베이스밴드 디지털 신호의 왜곡을 지연하는 타임 딜레이와, 상기 타임 딜레이에 의해 신호왜곡이 지연된 입력신호와 후단으로부터 피드백되는 출력신호를 적응 알고리즘이 참조하여 부다보드로부터 입력된 A/D 변환기의 디지털 신호를 전치보상시키는 디에스피(DSP)와, 상기 디에스피(DSP)에 의해 전치보상된 베이스밴드 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기와, 중간주파수 신호를 생성하는 중간주파수 로컬 발진기와, 상기 D/A 변환기의 베이스밴드 신호를 상기 중간주파수 로컬 발진기에서 생성된 중간주파수 신호에 의해 중간주파수로 변환하는 직교 변조기와, 고주파 신호를 생성하는 고주파 로컬 발진기와, 상기 직교 변조기의 중간주파수 신호를 상기 고주파 로컬 발진기에서 생성된 고주파 신호에 의해 고주파 신호로 변환하는 주파수 업 변환기와, 상기 주파수 업 변환기의 고주파 신호를 증폭하는 전원증폭기와, 상기 전원증폭기의 분배된 전력의 출력신호를 다운시켜 중간주파수를 생성하는 주파수 다운 변환기와, 상기 주파수 다운 변환기의 중간주파수를 베이스밴드 신호로 생성하는 직교 복조기와, 상기 직교 복조기의 아날로그 베이스밴드 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기를 포함하는 디지털 전치보상기를 제공한다.

도 1 은 종래의 디지털 전치보상기의 회로도.

도 2 는 본 발명에 적용되는 디지털 전치보상기의 회로도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 100 : 부다(BUDA) 보드 11, 101 : 디지털 변조기

12, 22, 26, 102 : 직교 변조기

13, 27, 103 : 주파수 업 변환기

14, 34, 104 : 중간주파수 로컬 발진기

15, 33, 105 : 고주파 로컬 발진기

20 : SCPA 또는 MCPA

21, 29, 204 : 주파수 다운 변환기

23, 31, 201, 206 : A/D 변환기

24, 202 : 디지털 신호 처리부

24a, 202a : 전치보상기 24b, 202b : 적응 알고리즘

25, 203 : D/A 변환기 28, 300 : 전원증폭기

30, 205 : 직교 복조기

32, 207 : 타임 딜레이 200 : 디지털 전치보상기

ANT : 안테나

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명에 적용되는 디지털 전치보상기는,

데이터를 디지털화 된 연속된 신호로 변조하는 디지털 변조기와, 상기 디지털 변조기에서 생성된 아날로그 베이스밴드 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기의 베이스밴드 디지털 신호의 왜곡을 지연하는 타임 딜레이와, 상기 타임 딜레이에 의해 신호왜곡이 지연된 입력신호와 후단으로부터 피드백되는 출력신호를 적응 알고리즘이 참조하여 부다보드로부터 입력된 A/D 변환기의 디지털 신호를 전치보상시키는 디에스피(DSP)와, 상기 디에스피(DSP)에 의해 전치보상된 베이스밴드 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기와, 중간주파수 신호를 생성하는 중간주파수 로컬 발진기와, 상기 D/A 변환기의 베이스밴드 신호를 상기 중간주파수 로컬 발진기에서 생성된 중간주파수 신호에 의해 중간주파수로 변환하는 직교 변조기와, 고주파 신호를 생성하는 고주파 로컬 발진기와, 상기 직교 변조기의 중간주파수 신호를 상기 고주파 로컬 발진기에서 생성된 고주파 신호에 의해 고주파 신호로 변환하는 주파수 업 변환기와, 상기 주파수 업 변환기의 고주파 신호를 증폭하는 전원증폭기와, 상기 전원증폭기의 분배된 전력의 출력신호를 다운시켜 중간주파수를 생성하는 주파수 다운 변환기와, 상기 주파수 다운 변환기의 중간주파수를 베이스밴드 신호로 생성하는 직교 복조기와, 상기 직교 복조기의 아날로그 베이스밴드 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기를 포함하여 구성된다.

상기 중간주파수 로컬 발진기와 고주파 로컬 발진기는 디지털 전치보상기 및 부다(BUDA)보드와 공유하여 사용한다.

상기 디지털 전치보상기는 부다보드에 장착할 수 있다.

도 2 는 본 발명에 적용되는 디지털 전치보상기의 회로도로써, 이에 도시된 바와 같이 데이터를 디지털화 된 연속된 신호로 변조하는 디지털 변조기(101)와, 상기 디지털 변조기(101)에서 생성된 아날로그 베이스밴드 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(201)와, 상기 A/D 변환기(201)의 베이스밴드 디지털 신호의 왜곡을 지연하는 타임 딜레이(207)와, 상기 A/D 변환기(201)의 디지털 신호를 적응 알고리즘(202b)에 의해 전치보상시키는 디에스씨(DSP)(202)와, 상기 디에스씨(DSP)(202)의 전치보상된 베이스밴드 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기(203)와, 중간주파수 신호를 생성하는 중간주파수 로컬 발진기(104)와,상기 D/A 변환기(203)의 베이스밴드 신호를 상기 중간주파수 로컬 발진기(104)에서 생성된 중간주파수 신호에 의해 중간주파수로 변환하는 직교 변조기(102)와, 고주파 신호를 생성하는 고주파 로컬 발진기(105)와, 상기 직교 변조기(102)의 중간주파수 신호를 상기 고주파 로컬 발진기(105)에서 생성된 고주파 신호에 의해 고주파 신호로 변환하는 주파수 업 변환기(103)와, 상기 주파수 업 변환기(103)의 고주파 신호를 증폭하는 전원증폭기(300)와, 상기 전원증폭기(300)의 분배된 전력의 출력신호를 다운시켜 중간주파수를 생성하는 주파수 다운 변환기(204)와, 상기 주파수 다운 변환기(204)의 중간주파수를 베이스밴드 신호로 생성하는 직교 복조기(205)와, 상기 직교 복조기(205)의 아날로그 베이스밴드 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(206)를 포함하여 구성된 것으로, 이를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

주파수 호환 범용 디지털 전치보상기(200)는 BUDA 보드(100)에 손쉽게 장착할 수 있으며, 포트1을 통해 BUDA 보드(100)의 디지털 변조기(101)에서 생성된 베이스밴드 신호를 직교 변조기(102)와 주파수 상향 변환기(103)를 거치지 않고 디지털 전치보상기(200)로 가져와서 A/D 변환기(201)를 통해 디지털신호처리기(202)에서 적응 알고리즘(202b)에 의해 전치보상시키고 이를 D/A 변환기(203)를 거쳐서 포트2를 통해 다시 BUDA 보드(100)로 주게된다.

상기 전치보상된 베이스밴드 신호는 직교 변조기(102)를 통해 다시 중간주파수로 변환되고 이를 주파수 상향 변환기(103)에 의해 고주파 신호로 만든 후 전원증폭기(300)에서 증폭되어 선형화된 특성을 갖는 출력신호를 갖도록 한다.

상기 출력신호에서 전력을 분배하여 디지털 전치보상기(200)의 포트5를 통하여 가져오고 주파수 하향 변환기(204)를 통해 중간주파수 신호를 만들고 직교 복조기(205)를 이용하여 다시 베이스밴드 신호를 만든 후 A/D 변환기(206)를 통해 타임 딜레이(207)를 통한 왜곡되지 않은 입력 베이스밴드 신호와 디지털신호처리기(202)에서 비교하여 적응 알고리즘(202b)을 수행하기 위한 판단의 데이터를 만든다.

또한, 포트3,4를 통하여 중간주파수 로컬 발진기, 고주파 로컬 발진기를 BUDA 보드(100)와 공유하여 사용한다.

이와같이, 본 발명은 디지털 전치보상기를 BUDA 보드에 장착하여 포트1과 포트2를 통해 BUDA 보드의 디지털 변조기에서 생성된 베이스밴드 신호를 직교 변조기와 주파수 상향 변환기를 거치지 않고 디지털 전치보상기로 가져와서 이용함으로써 중복되는 회로들을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명은 전치보상기 선형화 기법에서 일반적인 전치보상기의 문제점을 개선하고 보다 향상된 선형화 특성을 갖는 디지털 전치보상기의 소형화, 저가격화, 장착이 용이하고, DCN, PCS, WLL, IMT-2000 등의 주파수에 대해 호환이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 디지털 전치보상기를 사용함으로써, 중복 회로들을 줄여 보드의 크기를 축소할 수 있고 값싼 디지털 전치보상을 구현할 수 있으며, 중간주파수 및 고주파 로컬 발진기를 BUDA 보드와 공유하여 사용함으로써 재료비 절감과 함께 소형화에 기여하며, 어떤 기지국 시스템에도 사용가능한 주파수 호환 범용 디지털 전치보상을 구현할 수 있다.

Claims

데이터를 디지털화 된 연속된 신호로 변조하는 디지털 변조기와, 상기 디지털 변조기에서 생성된 아날로그 베이스밴드 신호를 입력받아 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 A/D 변환기의 베이스밴드 디지털 신호의 왜곡을 지연하는 타임 딜레이와, 상기 타임 딜레이에 의해 신호왜곡이 지연된 입력신호와 후단으로부터 피드백되는 출력신호를 적응 알고리즘이 참조하여 부다보드로부터 입력된 A/D 변환기의 디지털 신호를 전치보상시키는 디에스피(DSP)와, 상기 디에스피(DSP)에 의해 전치보상된 베이스밴드 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기와, 중간주파수 신호를 생성하는 중간주파수 로컬 발진기와, 상기 D/A 변환기의 베이스밴드 신호를 상기 중간주파수 로컬 발진기에서 생성된 중간주파수 신호에 의해 중간주파수로 변환하는 직교 변조기와, 고주파 신호를 생성하는 고주파 로컬 발진기와, 상기 직교 변조기의 중간주파수 신호를 상기 고주파 로컬 발진기에서 생성된 고주파 신호에 의해 고주파 신호로 변환하는 주파수 업 변환기와, 상기 주파수 업 변환기의 고주파 신호를 증폭하는 전원증폭기와, 상기 전원증폭기의 분배된 전력의 출력신호를 다운시켜 중간주파수를 생성하는 주파수 다운 변환기와, 상기 주파수 다운 변환기의 중간주파수를 베이스밴드 신호로 생성하는 직교 복조기와, 상기 직교 복조기의 아날로그 베이스밴드 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 디지털 전치보상기.
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