KR100448906B1 - Power Amplifier Characteristics Modeling Apparatus - Google Patents

Power Amplifier Characteristics Modeling Apparatus Download PDF

Info

Publication number
KR100448906B1
KR100448906B1 KR10-2000-0031011A KR20000031011A KR100448906B1 KR 100448906 B1 KR100448906 B1 KR 100448906B1 KR 20000031011 A KR20000031011 A KR 20000031011A KR 100448906 B1 KR100448906 B1 KR 100448906B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
power amplifier
modeling
phase
output
Prior art date
Application number
KR10-2000-0031011A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20010110519A (en
Inventor
안광은
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR10-2000-0031011A priority Critical patent/KR100448906B1/en
Publication of KR20010110519A publication Critical patent/KR20010110519A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100448906B1 publication Critical patent/KR100448906B1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F3/00Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/20Power amplifiers, e.g. Class B amplifiers, Class C amplifiers
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03FAMPLIFIERS
    • H03F1/00Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H03F1/3241Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion using predistortion circuits

Abstract

본 발명은 전력 증폭기의 정확한 비선형 특성을 측정할 수 있으며, 전력 증폭기의 비선형 특성을 실시간(REAL TIME)으로 모델링 할 수 있는 전력 증폭기의 특성 모델링 장치에 관한 것으로서, 이상과 같은 본 발명에 따른 전력 증폭기의 특성 모델링 장치는 입력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기와; 상기 D/A 변환기의 출력되는 기저대역의 아날로그 신호를 반송파의 주파수로 변조하는 I/Q 변조기와; 상기 I/Q 변조기의 출력신호를 고주파 신호로 증폭하는 전력 증폭기(HPA)와; 상기 입력신호에서 분기된 입력신호에 시간 지연을 주는 지연기와; 상기 전력 증폭기에서 출력된 고주파의 신호를 저주파의 기저대역 신호로 복조하는 I/Q 복조기와; 상기 I/Q 복조기에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와; 상기 지연기 및 A/D 변환기의 출력신호에 따라 전력 증폭기의 비선형 특성을 모델링 하는 디지털 신호 프로세서(DSP)와; 자체적으로 발진 주파수를 만들어 I/Q 변조기 및 I/Q 복조기에 각각 제공하는 국부 발진기를 포함하여 구성된다.The present invention relates to a power amplifier characteristic modeling apparatus capable of measuring accurate nonlinear characteristics of a power amplifier and modeling the nonlinear characteristics of the power amplifier in real time. The power amplifier according to the present invention as described above. Characteristic modeling apparatus of the D / A converter for converting the input digital signal into an analog signal; An I / Q modulator for modulating the baseband analog signal output from the D / A converter to a frequency of a carrier wave; A power amplifier (HPA) for amplifying the output signal of the I / Q modulator into a high frequency signal; A delay unit for delaying an input signal branched from the input signal; An I / Q demodulator for demodulating a high frequency signal output from the power amplifier into a low frequency baseband signal; An A / D converter for converting an analog signal output from the I / Q demodulator into a digital signal; A digital signal processor (DSP) for modeling the nonlinear characteristics of the power amplifier according to the output signals of the delay and A / D converters; It consists of a local oscillator that generates its own oscillation frequency and provides it to the I / Q modulator and the I / Q demodulator, respectively.

Description

전력 증폭기의 특성 모델링 장치{Power Amplifier Characteristics Modeling Apparatus}Power Amplifier Characteristics Modeling Apparatus

본 발명은 전력 증폭기의 특성 모델링 장치에 관한 것으로서, 특히 전력 증폭기의 비선형 특성을 보다 정확하게 측정 및 모델링 할 수 있는 전력 증폭기의 특성 모델링 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a characteristic modeling apparatus of a power amplifier, and more particularly, to a characteristic modeling apparatus of a power amplifier that can more accurately measure and model nonlinear characteristics of a power amplifier.

일반적으로 증폭기는 증폭기에 입력된 전기적 신호의 전력을 증가시키는데 사용된다. 이상적인 증폭기는 입력된 신호를 왜곡시키지 않고 선형적으로 신호의 크기만 증가시킨다. 그러나, 이와 같은 모든 신호 증폭기는 증폭기 제작에 사용된 능동 소자가 갖는 비선형 특성 때문에 전력증폭기(12)의 출력에는 입력 신호 이외의 왜곡 성분이 나타난다.In general, amplifiers are used to increase the power of an electrical signal input to an amplifier. An ideal amplifier linearly increases the size of the signal without distorting the input signal. However, all such signal amplifiers exhibit distortion components other than the input signal at the output of the power amplifier 12 due to the nonlinear characteristics of the active elements used in the fabrication of the amplifier.

증폭기에서 발생하는 왜곡은 입력신호 전력증가에 따른 이득 감소(AM to AM)와 입력신호 전력증가에 따른 위상변화(AM to PM)에 의해 발생한다. 이에 따라, 전력 증폭기의 비선형 특성을 개선시키기 위하여 여러 가지 선형화 기법이 이용되고 있다. 이 가운데 전치 왜곡 방식의 선형화 기법은 구성이 간단하고 입력 신호 대역이 넓은 경우에도 적용할 수 있기 때문에 널리 사용되고 있다. 이 전치 왜곡방식의 동작원리는 전력증폭기의 비선형 특성과 반대되는 장치(전치 왜곡기)를 전력 증폭기의 전단에 구성하여 전치 왜곡기와 전력증폭기 전체의 시스템 이득 위상이 일정하도록 제어하는 방식이다. 따라서 이 방법을 적용하기 위해서는 입력신호 레벨 변화에 따른 전력 증폭기의 비선형 특성을 정확히 알아야 하며 이를 토대로 전치 왜곡기의 특성을 구할 수 있다.Distortion generated in the amplifier is caused by a gain reduction (AM to AM) as the input signal power increases and a phase change (AM to PM) as the input signal power increases. Accordingly, various linearization techniques are used to improve the nonlinear characteristics of the power amplifier. The predistortion linearization technique is widely used because of its simple configuration and application even when the input signal band is wide. The operation principle of the predistortion method is to control the system gain phase of the predistorter and the entire power amplifier by configuring a device (predistorter) opposite to the nonlinear characteristic of the power amplifier in front of the power amplifier. Therefore, in order to apply this method, it is necessary to know the nonlinear characteristics of the power amplifier according to the change of input signal level.

도 1은 종래의 전력 증폭기의 비선형 특성을 측정하기 위한 측정 시스템의 블록 구성도이며, 도 2는 종래의 전력 증폭기의 비선형 특성을 측정하기 위한 제어 흐름도이다.1 is a block diagram of a measurement system for measuring nonlinear characteristics of a conventional power amplifier, and FIG. 2 is a control flowchart for measuring nonlinear characteristics of a conventional power amplifier.

도 1 및 도 2를 참조하면, 전력증폭기(12)의 비선형 특성을 측정하기 위해서는 벡터 회로망 분석기(POWER SWEEP MODE)(11)를 이용한다. 이 벡터 회로망 분석기(11)를 통한 측정된 결과를 토대로 하여 여러 가지 방법을 이용하여 전력 증폭기(12)의 입력신호 전력증가에 따른 이득 감소(AM to AM) 및 입력신호 전력증가에 따른 위상변화(AM to PM)를 모델링 한다.1 and 2, a vector network analyzer (POWER SWEEP MODE) 11 is used to measure the nonlinear characteristics of the power amplifier 12. On the basis of the results measured by the vector network analyzer 11, gain reduction (AM to AM) according to the input signal power increase of the power amplifier 12 and phase change according to the input signal power increase by using various methods ( Model AM to PM.

여기서, 도 1에 도시된 벡터 회로망 분석기(11)의 측정 데이터와 커브 적응(CURVE FITTING) 기법을 이용하여 전력 증폭기(12)의 입력신호 전력증가에 따른 이득 감소(AM to AM) 및 입력신호 전력증가에 따른 위상변화(AM to PM)를 유도한다. 도 1에서 사용된 전력 증폭기(12)는 TWTA (Traveling Wave Tube Amplifier)의 데이터와 커브 적응에 의한 모델링 데이터A이다.Here, the gain reduction (AM to AM) and the input signal power according to the increase of the input signal power of the power amplifier 12 using the measurement data and the curve fitting technique of the vector network analyzer 11 shown in FIG. Induces phase change (AM to PM) with increase. The power amplifier 12 used in FIG. 1 is data of a traveling wave tube amplifier (TWTA) and modeling data A by curve adaptation.

이와 같은 종래의 기술에서는, 전력 증폭기(12)의 비선형 특성을 모델링 하기 위해서는 벡터 회로망 분석기(11)를 이용하여 사용하고자 하는 출력 범위에 대하여 전력 증폭기의 이득 및 위상 특성을 측정하는데, 이 측정된 데이터를 이용하여 전력 증폭기(12)의 비선형 특성을 모델링 한다.In this conventional technique, in order to model the nonlinear characteristics of the power amplifier 12, the gain and phase characteristics of the power amplifier are measured for the output range to be used using the vector network analyzer 11, and the measured data To model the non-linear characteristics of the power amplifier 12 using.

그러나, 최근 발표된 논문들에 의하면 전력 증폭기의 입력신호 전력증가에 따른 이득 감소(AM to AM)는 전력 증폭기의 입력 신호의 종류에 상관없이 거의 일정한 특성을 제공하지만, 입력신호 전력증가에 따른 위상변화(AM to PM) 특성은 사용하는 입력신호의 특성에 따라 변화된다는 내용이 주류를 이루고 있다. 따라서 전력증폭기의 특성을 정확히 모델링하기 위해서는 실제 전력증폭기가 적용되는 시스템의 입력 신호를 사용하는 것이 가장 효과적이라고 할 수 있다.However, recently published papers show that gain reduction (AM to AM) due to power amplifier input signal power increase provides almost constant characteristics regardless of the input signal type of power amplifier. The main trend is that the change (AM to PM) characteristics change depending on the characteristics of the input signal used. Therefore, in order to accurately model the characteristics of the power amplifier, it is most effective to use the input signal of the system to which the actual power amplifier is applied.

그러므로, 전력 증폭기의 비선형 특성을 정확히 모델링 하기 위해서는 전력 증폭기가 사용되는 시스템의 입력신호를 이용해야만 한다. 따라서, 이상에서 설명한 연속파형(Continuous Wave)신호를 사용하는 벡터 회로망 분석기를 이용하여 전력 증폭기의 비선형 특성을 측정하여 이를 모델링하는 기술에는 정확도의 한계가 있었다.Therefore, to accurately model the nonlinear characteristics of a power amplifier, the input signal of the system in which the power amplifier is used must be used. Therefore, the technique of measuring and modeling the nonlinear characteristics of a power amplifier using a vector network analyzer using a continuous wave signal described above has a limitation of accuracy.

본 발명의 목적은 상기에서 언급한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 전력 증폭기의 정확한 비선형 특성을 측정할 수 있으며, 전력 증폭기의 비선형 특성을 실시간(REAL TIME)으로 모델링할 수 있는 전력 증폭기의 특성 모델링장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, it is possible to measure the exact nonlinear characteristics of the power amplifier, power that can model the non-linear characteristics of the power amplifier in real time (REAL TIME) It is to provide an apparatus for modeling the characteristics of an amplifier.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전력 증폭기의 특성 모델링 장치는 입력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기와; 상기 D/A 변환기의 출력되는 기저대역의 아날로그 신호를 반송파의 주파수로 변조하는 I/Q 변조기와, 상기 I/Q 변조기의 출력신호를 고주파 신호로 증폭하는 전력 증폭기(HPA)와, 상기 입력신호에서 분기된 입력신호에 시간 지연을 주는 지연기와, 상기 전력 증폭기에서 출력된 고주파의 신호를 저주파의 기저대역 신호로 복조하는 I/Q 복조기와, 상기 I/Q 복조기에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와, 상기 지연기 및 A/D 변환기의 출력신호에 따라 전력 증폭기의 비선형 특성을 모델링 하는 디지털 신호 프로세서(DSP)와, 자체적으로 발진 주파수를 만들어 I/Q 변조기 및 I/Q 복조기에 각각 제공하는 국부 발진기를 포함하여 구성된다.An apparatus for modeling characteristics of a power amplifier according to the present invention for achieving the above object includes a D / A converter for converting an input digital signal into an analog signal; An I / Q modulator for modulating the baseband analog signal output from the D / A converter to a frequency of a carrier wave, a power amplifier (HPA) for amplifying the output signal of the I / Q modulator into a high frequency signal, and the input signal A delay for giving a time delay to the input signal branched from the signal, an I / Q demodulator for demodulating the high frequency signal output from the power amplifier into a low frequency baseband signal, and an analog signal output from the I / Q demodulator. An A / D converter converting to a digital signal processor (DSP) that models the nonlinear characteristics of a power amplifier according to the output signals of the delayer and the A / D converter, and an I / Q modulator and I / Q includes a local oscillator, each providing a demodulator.

또한, 본 발명에 따른 전력 증폭기의 특성 모델링 장치의 상기 디지털 신호 프로세서는 상기 지연기의 제 1, 제 2 위상출력신호의 벡터신호크기를 구하는 신호크기 계산부와, 상기 지연기의 제 1 위상 출력신호의 위상을 모델링하는 제 1 위상 모델링부와, 상기 지연기의 제 2 위상 출력신호의 위상을 모델링하는 제 2 위상 모델링부와, 상기 제 1 위상 모델링부의 출력신호와 상기 신호크기 계산부의 출력신호의 곱을 산출하는 제 1 곱셈부와, 상기 제 2 위상 모델링부의 출려신호와 상기 신호크기 계산부의 출력신호의 곱을 산출하는 제 2 곱셈부와, 상기 제 1, 제 2 곱셈부의 출력신호와 상기 A/D 변환기의 제 1, 제 2 위상 출력신호를 각각 비교한 결과에 따라 상기 제 1, 제 2 위상 모델링부를 제어하는 비교부로 이루어진다.The digital signal processor of the characteristic modeling apparatus of the power amplifier according to the present invention may further include a signal size calculation unit for obtaining a vector signal size of the first and second phase output signals of the delay unit, and a first phase output of the delay unit. A first phase modeling unit modeling a phase of a signal, a second phase modeling unit modeling a phase of a second phase output signal of the retarder, an output signal of the first phase modeling unit and an output signal of the signal magnitude calculating unit A first multiplier for calculating a product of, a second multiplier for calculating a product of an output signal of the second phase modeling unit and an output signal of the signal size calculator, an output signal of the first and second multipliers, and the A / And a comparison unit controlling the first and second phase modeling units according to a result of comparing the first and second phase output signals of the D converter, respectively.

도 1 은 종래의 전력 증폭기의 비선형 특성을 측정하기 위한 측정 시스템의 블록 구성도.1 is a block diagram of a measurement system for measuring the nonlinear characteristics of a conventional power amplifier.

도 2 는 종래의 전력 증폭기의 비선형 특성을 측정하기 위한 제어 흐름도.2 is a control flow diagram for measuring the nonlinear characteristics of a conventional power amplifier.

도 3 은 종래의 전력 증폭기의 비선형 특성을 보인 그래프.3 is a graph showing the nonlinear characteristics of a conventional power amplifier.

도 4 는 본 발명에 따른 전력 증폭기의 특성 모델링 장치의 블록 구성도.4 is a block diagram of an apparatus for modeling characteristics of a power amplifier according to the present invention;

도 5 는 본 발명에 따른 전력 증폭기의 특성 모델링 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.5 is a view for explaining the operation of the characteristic modeling apparatus of the power amplifier according to the present invention.

도 6a 및 도 6b 는 종래의 전력 증폭기와 본 발명에 따른 모델링된 전력 증폭기의 특성을 각각 비교하기 위한 그래프.6A and 6B are graphs for comparing characteristics of a conventional power amplifier and a modeled power amplifier according to the present invention, respectively.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

41 : 시스템 입력원 42 : D/A 변환기41: System input source 42: D / A converter

43 : I/Q 변조기 44 : 전력 증폭기43: I / Q modulator 44: power amplifier

45 : 지연기 46 : 디지털 신호 프로세서45: delay 46: digital signal processor

47 : A/D 변환기 48 : 복조기47: A / D converter 48: demodulator

51 : 제 1 위상 모델링부 52 : 진폭 처리부51: first phase modeling unit 52: amplitude processing unit

53 : 제 2 위상 모델링부 54, 55 : 제 1, 2 곱셈기53: second phase modeling unit 54, 55: first and second multipliers

56, 57 : 제 1, 2 비교기56, 57: first and second comparators

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 따른 전력 증폭기의 특성 모델링 장치의 블록 구성도이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 전력 증폭기의 특성 모델링 장치는 시스템 입력원(41)에서 제공되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기(42)와, D/A 변환기(42)의 출력되는 기저대역의 아날로그 신호를 반송파의 주파수로 변조하는 I/Q 변조기(Modulator)(43)와, I/Q 변조기(43)의 출력신호를 고주파 신호로 증폭하는 전력 증폭기(HPA)(44)와, 시스템 입력원(41)에서 분기된 입력신호에 시간 지연을 주는 지연기(45)와, 전력 증폭기(44)에서 출력된 고주파의 신호를 저주파의 기저대역 신호로 복조하는 I/Q 복조기(Demodulator)(48)와, I/Q 복조기(48)에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기(47)와, 지연기(45) 및 A/D 변환기(47)의 출력신호에 따라 전력 증폭기(44)의 비선형 특성을 모델링 하는 디지털 신호 프로세서(DSP)(46)와, 자체적으로 발진 주파수를 만들어 I/Q 변조기(43) 및 I/Q 복조기(48)에 각각 제공하는 국부 발진기(Local Oscillator)(49)로 구성된다.4 is a block diagram of an apparatus for modeling characteristics of a power amplifier according to the present invention. Referring to FIG. 4, the characteristic modeling apparatus of the power amplifier of the present invention includes a D / A converter 42 and a D / A converter 42 for converting a digital signal provided from the system input source 41 into an analog signal. An I / Q modulator 43 for modulating the output baseband analog signal to the frequency of the carrier wave, and a power amplifier (HPA) 44 for amplifying the output signal of the I / Q modulator 43 into a high frequency signal; And a delayer 45 for giving a time delay to the input signal branched from the system input source 41, and an I / Q demodulator for demodulating the high frequency signal output from the power amplifier 44 into a low frequency baseband signal. Demodulator 48, an A / D converter 47 for converting an analog signal output from the I / Q demodulator 48 into a digital signal, and an output signal of the delay unit 45 and the A / D converter 47. A digital signal processor (DSP) 46 that models the nonlinear characteristics of the power amplifier 44 according to It consists of a local oscillator (49) for generating wave numbers and providing them to the I / Q modulator 43 and the I / Q demodulator 48, respectively.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전력 증폭기의 특성 모델링 장치의 동작을 설명한다.Hereinafter, an operation of an apparatus for modeling characteristics of a power amplifier according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4를 참조하면, 시스템 입력원(41)의 입력신호는 크게 두 부분으로 나뉘어 진다. 한 신호는 D/A 변환기(42)에 입력되며, 다른 한 신호는 전력 증폭기의 비선형 특성을 모델링하기 위해 지연기(45)에 입력된다.Referring to FIG. 4, the input signal of the system input source 41 is divided into two parts. One signal is input to the D / A converter 42 and the other signal is input to the retarder 45 to model the nonlinear characteristics of the power amplifier.

먼저, D/A 변환기(42)에 입력된 신호는 I/Q 변조기(43)에 의해 주파수 변환된 후 전력 증폭기(HPA)(44)에 입력된다. 전력증폭기(44)에 입력된 신호는 전력 증폭기(44) 자체가 갖는 비선형 특성에 의해 이득과 위상이 입력 신호에 따라 비선형적으로 동작한다. 전력 증폭기(44)의 출력신호는 전력 증폭기(44)의 비선형 특성을 모델링하기 위해 샘플링된 신호는 I/Q 복조기(48)에 위해 주파수 하향 변환된 후, A/D 변환기(47)에 의해 디지털 신호로 변환된 후, 디지털 신호 프로세서(DSP)(46)에 입력된다.First, the signal input to the D / A converter 42 is frequency converted by the I / Q modulator 43 and then input to the power amplifier (HPA) 44. The signal input to the power amplifier 44 operates non-linearly in accordance with the input signal in terms of gain and phase due to the nonlinear characteristics of the power amplifier 44 itself. The output signal of the power amplifier 44 is frequency down-converted for the I / Q demodulator 48 by the sampled signal to model the nonlinear characteristics of the power amplifier 44, and then digitalized by the A / D converter 47. After being converted into a signal, it is input to a digital signal processor (DSP) 46.

이어, 시스템 입력원(41)에서 샘플링된 신호는 지연기(45)에 입력된다. 이 지연기(45)는 전력 증폭기(44)의 출력신호와 입력 샘플링된 신호의 시간을 일치시켜 주기 위한 것이다. 디지털 신호 프로세서(46)에서는 입력신호와 전력 증폭기의 출력신호를 이용하여 전력 증폭기의 비선형 특성을 정확하게 모델링하게 된다.The signal sampled at system input source 41 is then input to delay 45. The delay unit 45 is for matching the time of the output signal of the power amplifier 44 with the input sampled signal. The digital signal processor 46 accurately models the nonlinear characteristics of the power amplifier using the input signal and the output signal of the power amplifier.

디지털 신호 프로세서(46)를 이용한 전력 증폭기(44)의 비선형 특성 모델링 방법은 도 5에 도시되었다. 일반적으로, 전력 증폭기 비선형 특성은 아래의 수학식 1 및 수학식 2와 같이 입력신호 세기에 대한 멱급수(POWER SERIES)로 나타낼 수 있다.A nonlinear characteristic modeling method of the power amplifier 44 using the digital signal processor 46 is shown in FIG. In general, the power amplifier nonlinear characteristics may be represented by power series with respect to the input signal strength, as shown in Equations 1 and 2 below.

[수학식 1][Equation 1]

[수학식 2][Equation 2]

여기서는 동위상(INPHASE)과 90도 위상차(QUADRATURE)성분의 계수이다. 계수를 구하기 위한 에러 함수는 아래의 수학식 3 및 4와 같이 정의될 수 있다.here Is the coefficient of the in-phase (INPHASE) and 90-degree phase difference (QUADRATURE) component. Error function to find coefficients May be defined as in Equations 3 and 4 below.

[수학식 3][Equation 3]

[수학식 4][Equation 4]

여기서는 전력증폭기 출력신호의 위상이다. 전력증폭기 위상 및 이득(QUADRATURE) 모델에 포함된 미지계수를 구하기 위하여 RLS(Recursive Least Sequence) 방식을 적용한다. 미지 계수는 아래의 수학식 5를 만족한다.here Is the phase of the power amplifier output signal. RLS (Recursive Least Sequence) is applied to find the unknown coefficients included in the power amplifier phase and gain (QUADRATURE) model. The unknown coefficient satisfies Equation 5 below.

[수학식 5][Equation 5]

여기서, 수학식 5를 만족하는 미지 계수를 구하면 전력 증폭기의 비선형 특성을 정확히 모델링할 수 있다.Here, if the unknown coefficients satisfying Equation 5 are obtained, the nonlinear characteristics of the power amplifier may be accurately modeled.

도 6a 및 6b는 RLS를 이용한 결과로서 제안된 전력증폭기의 모델과 전력증폭기 출력신호의 차를 각각 나타낸 것이다. 본 발명의 실험에 사용된 전력 증폭기는 TWTA를 사용하였으며, 실험을 위한 전력 증폭기의 모델은 SALEH에 의해 제안된 식을 사용하였으며 입력신호 전력증가에 따른 위상변화(AM to PM)는 다음의 수학식 6 및 7로 표시된다.6A and 6B show the difference between the model of the proposed power amplifier and the power amplifier output signal as a result of using the RLS. The power amplifier used in the experiment of the present invention used TWTA, the model of the power amplifier for the experiment was used by the formula proposed by SALEH and the phase change (AM to PM) according to the input signal power increase is the following equation 6 and 7.

[수학식 6][Equation 6]

(AM to AM) (AM to AM)

[수학식 7][Equation 7]

(AM to PM) (AM to PM)

여기서, 제시된 모델과 디지털 신호 프로세서(46)에 의해 모델링된 특성이 정확히 일치함을 보이고 있음을 알 수 있다. 따라서, 이와 같은 방법으로 실제의 제품에도 적용하여 전력 증폭기의 비선형 특성을 정확히 모델링하는데 적용할 수 있다.Here, it can be seen that the model presented and the characteristics modeled by the digital signal processor 46 correspond exactly. Therefore, it can be applied to the actual product in this way and can be applied to accurately model the nonlinear characteristics of the power amplifier.

이상에서 설명한 본 발명에 의한 전력 증폭기의 특성 모델링 장치에 따르면, 종래와 같이 벡터 회로망 분석기를 이용하여 전력 증폭기의 비선형 특성을 측정하지 않고, 전력 증폭기가 사용되는 시스템의 입력신호를 이용하여 전력 증폭기의 비선형 특성을 정확히 모델링할 수 있는 효과가 있다.According to the characteristic modeling apparatus of the power amplifier according to the present invention described above, the nonlinear characteristic of the power amplifier is not measured by using a vector network analyzer as in the related art, but the input signal of the power amplifier is used by using the input signal of the system where the power amplifier is used. This has the effect of accurately modeling nonlinear characteristics.

Claims (3)

입력되는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 변환기와;A D / A converter for converting an input digital signal into an analog signal; 상기 D/A 변환기에서 출력되는 기저대역의 아날로그 신호를 반송파의 주파수로 변조하는 I/Q 변조기와;An I / Q modulator for modulating a baseband analog signal output from the D / A converter to a frequency of a carrier wave; 상기 I/Q 변조기의 출력신호를 고주파 신호로 증폭하는 전력 증폭기(HPA)와;A power amplifier (HPA) for amplifying the output signal of the I / Q modulator into a high frequency signal; 상기 입력신호에서 분기된 입력신호에 시간 지연을 주는 지연기와;A delay unit for delaying an input signal branched from the input signal; 상기 전력 증폭기에서 출력된 고주파의 신호를 저주파의 기저대역 신호로 복조하는 I/Q 복조기와;An I / Q demodulator for demodulating a high frequency signal output from the power amplifier into a low frequency baseband signal; 상기 I/Q 복조기에서 출력되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환기와;An A / D converter for converting an analog signal output from the I / Q demodulator into a digital signal; 상기 지연기 및 A/D 변환기의 출력신호에 따라 전력 증폭기의 비선형 특성을 모델링하는 디지털 신호 프로세서(DSP)와;A digital signal processor (DSP) for modeling the nonlinear characteristics of the power amplifier according to the output signals of the delay and A / D converters; 자체적으로 발진 주파수를 만들어 I/Q 변조기 및 I/Q 복조기에 각각 제공하는 국부 발진기를 포함하며,Includes a local oscillator that creates its own oscillation frequency and provides it to the I / Q modulator and the I / Q demodulator, respectively, 상기 디지털 신호 프로세서는,The digital signal processor, 상기 지연기의 제 1, 제 2 위상출력신호의 벡터신호크기를 구하는 신호크기 계산부와;A signal size calculation unit for obtaining a vector signal size of the first and second phase output signals of the delay unit; 상기 지연기의 제 1 위상 출력신호의 위상을 모델링하는 제 1 위상 모델링부와;A first phase modeling unit modeling a phase of the first phase output signal of the retarder; 상기 지연기의 제 2 위상 출력신호의 위상을 모델링하는 제 2 위상 모델링부와;A second phase modeling unit modeling a phase of the second phase output signal of the retarder; 상기 제 1 위상 모델링부의 출력신호와 상기 신호크기 계산부의 출력신호의 곱을 산출하는 제 1 곱셈부와;A first multiplier configured to calculate a product of the output signal of the first phase modeling unit and the output signal of the signal size calculator; 상기 제 2 위상 모델링부의 출력신호와 상기 신호크기 계산부의 출력신호의 곱을 산출하는 제 2 곱셈부와;A second multiplier configured to calculate a product of an output signal of the second phase modeling unit and an output signal of the signal size calculator; 상기 제 1, 제 2 곱셈부의 출력신호와 상기 A/D 변환기의 제 1, 제 2 위상 출력신호를 각각 비교한 결과에 따라 상기 제 1, 제 2 위상 모델링부를 제어하는 비교부로 구성된 것을 특징으로 하는 전력 증폭기의 특성 모델링 장치.And a comparator configured to control the first and second phase modeling units according to a result of comparing the output signals of the first and second multipliers and the first and second phase output signals of the A / D converter, respectively. Characteristic modeling device of power amplifier. 삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 비교부는The method of claim 1, wherein the comparison unit 비교결과에 따라 제 1, 제 2 위상 모델링부의 모델링 계수값을 조절하는 것을 특징으로 하는 특성 모델링 장치.Characteristic modeling apparatus, characterized in that for adjusting the modeling coefficient values of the first and second phase modeling unit in accordance with the comparison result.
KR10-2000-0031011A 2000-06-07 2000-06-07 Power Amplifier Characteristics Modeling Apparatus KR100448906B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0031011A KR100448906B1 (en) 2000-06-07 2000-06-07 Power Amplifier Characteristics Modeling Apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2000-0031011A KR100448906B1 (en) 2000-06-07 2000-06-07 Power Amplifier Characteristics Modeling Apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010110519A KR20010110519A (en) 2001-12-13
KR100448906B1 true KR100448906B1 (en) 2004-09-18

Family

ID=45929131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2000-0031011A KR100448906B1 (en) 2000-06-07 2000-06-07 Power Amplifier Characteristics Modeling Apparatus

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100448906B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100548763B1 (en) * 2000-07-20 2006-02-06 엘지전자 주식회사 Base station transmit unit with feed-forward mode linearization unit

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5929703A (en) * 1996-08-07 1999-07-27 Alcatel Telspace Method and device for modeling AM-AM and AM-PM characteristics of an amplifier, and corresponding predistortion method
KR20000009036A (en) * 1998-07-21 2000-02-15 윤종용 Liner power amplifier and its method
KR20010056500A (en) * 1999-12-15 2001-07-04 서평원 Distortion component detector in power amplifier
KR20010059649A (en) * 1999-12-30 2001-07-06 서평원 Predistortion linearizer for HPA

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5929703A (en) * 1996-08-07 1999-07-27 Alcatel Telspace Method and device for modeling AM-AM and AM-PM characteristics of an amplifier, and corresponding predistortion method
KR20000009036A (en) * 1998-07-21 2000-02-15 윤종용 Liner power amplifier and its method
KR20010056500A (en) * 1999-12-15 2001-07-04 서평원 Distortion component detector in power amplifier
KR20010059649A (en) * 1999-12-30 2001-07-06 서평원 Predistortion linearizer for HPA

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010110519A (en) 2001-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6400775B1 (en) Method and a system for digitally linearizing an amplifier
KR100674586B1 (en) Predistortion linearizer for HPA
Cavers The effect of quadrature modulator and demodulator errors on adaptive digital predistorters for amplifier linearization
US6072364A (en) Adaptive digital predistortion for power amplifiers with real time modeling of memoryless complex gains
US6771709B2 (en) System and method for direct transmitter self-calibration
FI115576B (en) An apparatus and method for generating a baseband digital error signal in an adaptive preamp
FI105366B (en) Linearization procedure and amplifier arrangement
KR101346427B1 (en) Adaptive digital predistortion of complex modulated waveform using peak and rms voltage feedback from the output of a power amplifier
US20070274471A1 (en) Distortion compensating apparatus and method
JPH0621990A (en) Modulation signal transmission system
JPH0771118B2 (en) Modulator
JPH08242263A (en) Transmitter
US6307435B1 (en) High power amplifier linearization method using modified linear-log model predistortion
US7130357B2 (en) Apparatus and method for compensating error for analog quadrature modulator (AQM)
EP1345319A2 (en) Method and system for reducing non-linearities
US7279972B2 (en) Predistortion control apparatus
JPH11154880A (en) Method and device for correcting signal, distortion compensating device, distortion compensation data preparing device, and transmitter
TWI442697B (en) Feedforward linearization of rf power amplifiers
US20060008027A1 (en) Method for the adaptive pre-distortion of digital raw data values and device for carrying out said method
EP1251667B1 (en) Predistortion for use with amplifiers which have hyperbolic tangent distortion
Leke et al. Behavioral modeling of narrowband microwave power amplifiers with applications in simulating spectral regrowth
KR100448906B1 (en) Power Amplifier Characteristics Modeling Apparatus
US8045937B2 (en) Digital phase feedback for determining phase distortion
RU2731135C1 (en) Radio transmitter with digital correction of nonlinearity
JP4597100B2 (en) Nonlinear compensation circuit for high frequency power amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
N231 Notification of change of applicant
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20100830

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee