KR100574897B1

KR100574897B1 - 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치

Info

Publication number: KR100574897B1
Application number: KR1020040081247A
Authority: KR
Inventors: 박북성
Original assignee: 주식회사 팬택앤큐리텔
Priority date: 2004-10-12
Filing date: 2004-10-12
Publication date: 2006-04-27
Also published as: KR20060032334A

Abstract

본 발명은 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 이동 통신 단말기가 최대 전력의 신호를 출력할 때, 전력 증폭기의 입력 신호를 전치 보상하여 전력 증폭기의 출력 신호를 선형화할 수 있도록 하는 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치에 관한 것으로, BPF로부터 입력받은 출력 신호를 전력 증폭하여 출력하는 전력 증폭기를 구비하여 이루어지는 이동 통신 단말기에 있어서, 상기 전력 증폭기의 전단에 설치되되, 상기 BPF로부터 입력받은 출력 신호를 전치 보상한 후, 상기 보상된 출력 신호를 상기 전력 증폭기의 입력으로 전달하는 전치 보상부와; 제어부의 제어하에 상기 출력 신호를 상기 전력 증폭기로 바로 전달하거나, 상기 전치 보상부로 전달하는 스위칭부를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.

전력 증폭기, 최대 전력, 비선형 왜곡, ACLR, WCDMA

Description

이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치{APPARATUS FOR COMPENSATION OF NON-LINEAR DISTORTION OF MOBILE COMMUNICATION TERMINAL}

도 1은 종래 기술에 따른 ACLR의 스위칭 스펙트럼 분포를 보인 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 ACLR의 스위칭 스펙트럼 뉴머릭 분포를 보인 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치의 구성을 보인 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비선형 왜곡 보상 장치를 적용한 경우의 ACLR의 스위칭 스펙트럼 분포를 보인 도면.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비선형 왜곡 보상 장치를 적용한 경우의 ACLR의 스위칭 스펙트럼 뉴머릭 분포를 보인 도면.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치의 구성을 보인 도면.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치의 구성을 보인 도면.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

10, 20, 30, 40. RFR, 43, 23, 33, 44. BPF,

15, 25, 35, 45. 전력 증폭기,

100, 200, 300, 400. 비선형 왜곡 보상 장치,

110, 210, 310. 듀얼 채널 GTO 사이리스터 스위칭부,

120, 220, 320, 420. 개방 루프 전치 보상부,

115. RTL 인버터, 125. 출력 매칭부,

410. 2 입력 OR 게이트 스위칭부,

본 발명은 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치에 관한 것으로서, 특히 WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 이동 통신 단말기가 최대 전력의 신호를 출력할 때, 전력 증폭기의 입력 신호를 전치 보상하여 전력 증폭기의 출력 신호를 선형화할 수 있도록 하는 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치에 관한 것이다.

일반적으로 송신단 끝에서 강한 전력으로 신호를 증폭시키는 전력 증폭기(Power Amplifier)의 특성은 선형(Liner) 특성을 가지는 증폭 영역과 비선형(Nonliner) 특성을 가지는 증폭 영역으로 구분되는 데, 전력 증폭기의 특성상 일정 이상의 고전력(High Power) 증폭은 고효율을 얻을 수 있는 비선형 특성 영역에서 이루어진다.

전술한 바와 같이, 전력 증폭기의 특성상 비선형 특성의 영역에서 증폭이 이루어지면, 증폭한 변조 신호는 비선형 왜곡이 발생하므로, 입출력 특성을 선형화하기 위해서는 비선형 왜곡이 발생한 신호에 대한 왜곡 보상을 수행해야 한다.

이에 따라, 종래 WCDMA 방식에서는 전력 증폭기 모듈 내에 비선형 왜곡 보상 장치를 구비시켜, 비선형 왜곡이 발생한 신호에 대한 왜곡 보상을 수행한다.

전술한 바와 같이, 종래에는 비선형 왜곡 보상 장치가 전력 증폭 모듈 내에 구비되므로, RFR(Radio Frequency Receiver)과의 연동을 통해 수신 감도를 파악한 MSM(Mobile Station Modem)에 의해 최대 전력이 직접 전력 증폭기에 입력된다.

이에 따라, 종래에는 최대 전력이 전력 증폭기로 직접 입력되므로, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio) 특성이 나빠져 원하는 왜곡 보상을 얻을 수 없게 되고, 배터리 전압이 낮아질수록 전력 증폭기의 ACLR 특성이 더욱 나빠져 통신에 영향을 미치게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 전력 증폭기 전단에 설치되어 최대 전력의 신호를 출력할 때, 전력 증폭기의 입력 신호를 전치 보상함으로써, 전력 증폭기의 출력 신호를 선형화할 수 있도록 하는 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치는, BPF로부터 입력받은 출력 신호를 전력 증폭하여 출력하는 전력 증폭기를 구비하여 이루어지는 이동 통신 단말기에 있어서, 상기 전력 증폭기의 전단에 설치되되, 상기 BPF로부터 입력받은 출력 신호를 전치 보상한 후, 상기 보상된 출력 신호를 상기 전력 증폭기의 입력으로 전달하는 전치 보상부와; 제어부의 제어하에 상기 출력 신호를 상기 전력 증폭기로 바로 전달하거나, 상기 전치 보상부로 전달하는 스위칭부를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 제어부는, 수신 감도가 좋은 경우에는 상기 출력 신호가 상기 전력 증폭기로 바로 전달되고, 수신 감도가 좋지 않은 경우에는 상기 출력 신호가 상기 전치 보상기로 전달되도록 상기 스위칭부를 제어하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 스위칭부는, 상기 제어부에서 출력되는 제어 신호를 입력으로 하되, 출력은 입력의 반대 상태가 되는 RTL 인버터와; 상기 RTL 인버터와 병렬 연결되며, 상기 제어 신호에 따라 도통되는 제1다이오드와; 상기 RTL 인버터의 출력 신호에 의거하여 도통되어 상기 출력 신호를 상기 전치 보상기로 전달하는 제2다이오드와; 상기 제1다이오드의 출력 신호에 의거하여 도통되어 상기 출력 신호를 상기 전력 증폭단으로 바로 전달하는 제3다이오드를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 스위칭부는, 상기 제어부에서 각각 서로 다른 레벨 상태의 제어 신호를 인가받아 도통 또는 차단되는 제1, 3다이오드와; 상기 제1다이오드의 출력 신호에 의거하여 도통되어 상기 출력 신호를 상기 전치 보상기로 전달하는 제2다이오드와; 상기 제3다이오드의 출력 신호에 의거하여 도통되어 상기 출력 신호를 상기 전력 증폭단으로 바로 전달하는 제4다이오드를 구비하여 이루어지는 것이 바람직하다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치에 대해서 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치의 구성을 보인 도로, 듀얼 채널 GTO(Gate Turn Off) 사이리스터 스위칭부(110)와, 개방 루프 전치 보상부(Open Loop Pre-distortion)(120)를 구비하여 이루어진다.

이와 같은 구성에서 있어서, 듀얼 채널 GTO 사이리스터 스위칭부(110)는 MSM(미도시)으로부터 인가받은 제어 신호(A)에 의거하여 BPF(Band Pass Filter)(13)를 통해 입력받은 출력 신호를 전력 증폭기(15)로 바로 전달하거나 BPF(13)를 통해 입력받은 출력 신호를 개방 루프 전치 보상부(15)로 전달한다.

전술한, MSM(미도시)는 RFR(10)에서 수신한 신호의 상태를 파악하여 WCDMA 기지국 망 인터페이스가 원활한 경우, 즉, 수신 감도가 좋은 경우에는 출력 신호가 바로 전력 증폭기(15)로 인가될 수 있도록 듀얼 채널 GTO 사이리스터 스위칭부(110)로 하이 레벨 상태의 제어 신호(A)를 인가하고, 수신 감도가 좋지 않은 경우에는 고전력 증폭을 수행해야 하므로, 출력 신호가 개방 루프 전치 보상부(120)를 거쳐 전력 증폭기(15)로 인가될 수 있도록 듀얼 채널 GTO 사이리스터 스위칭부(110)로 로우 레벨 상태의 제어 신호(A)를 인가한다.

전술한 바와 같이, WCDMA 기지국 망의 수신 환경이 좋은 곳에서 MSM(미도시)은 듀얼 채널 GTO 사이리스터 스위칭부(110)로 하이 레벨 상태의 제어 신호(A)를 인가하는 데, MSM(미도시)으로부터 하이 레벨 상태의 제어 신호(A)가 인가되면, 제어 신호(A)에 병렬로 연결되어 있는 제1다이오드(D1)는 도통되고, RTL(Resistor Transistor Logic) 인버터(115)의 트랜지스터(Q1)는 차단된다. 이에 따라, 트랜지스터(Q1)의 출력 신호에 의거하여 도통이 제어되는 제2다이오드(D2)는 차단되고, 제1다이오드(D1)의 출력 신호에 의거하여 도통이 제어되는 제3다이오드(D3)는 도통되므로, BPF(13)에서 출력되는 출력 신호는 도통되어 있는 제3다이오드(D3)를 통해 전력 증폭기(15)의 입력으로 직접 전달된다.

한편, WCDMA 기지국 망의 수신 환경이 나쁜 곳에서 MSM(미도시)은 듀얼 채널 GTO 사이리스터 스위칭부(110)로 로우 레벨 상태의 제어 신호(A)를 인가하는 데, MSM(미도시)으로부터 로우 레벨 상태의 제어 신호(A)가 인가되면, 제어 신호(A)에 병렬로 연결되어 있는 제1다이오드(D1)는 차단되고, 트랜지스터(Q1)는 도통된다. 이에 따라, 제2다이오드(D2)는 도통되고, 제3다이오드(D3)는 차단되므로, BPF(13)에서 출력되는 출력 신호는 도통되어 있는 제2다이오드(D2)를 통해 개방 루프 전치 보상부(120)로 인가된다.

전술한 바와 같이, 듀얼 채널 GTO 사이리스터 스위칭부(110)는 트랜지스터(Q1), 제1다이오드(D1), 제2다이오드(D2), 제3다이오드(D3)로 이루어지는 데, 다이 오드 대신에 트랜지스터로 구현될 수도 있다.

한편, 개방 루프 전치 보상부(120)는 듀얼 채널 GTO 사이리스터 스위칭부(110)로부터 인가받은 출력 신호를 전치 보상한 후, 출력 신호를 전력 증폭기(15)의 입력으로 전달하며, 출력 신호의 임피던스를 매칭해주는 출력 매칭부(125)를 구비하여 이루어진다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 비선형 왜곡 보상 장치를 적용한 경우의 ACLR의 스위칭 스펙트럼 분포를 보인 도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 비선형 왜곡 보상 장치를 적용한 경우의 ACLR의 스위칭 스펙트럼 뉴머릭 분포를 보인 도로, 비선형 왜곡 보상 장치를 전력 증폭기 모듈 내에 구비시킨 종래에 비해 ACLR의 특성이 개선된 것을 알 수 있다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치의 구성을 보인 도이다.

이동 통신의 기술이 오랜 기간 수년에 걸쳐 점진적으로 2세대에서 3세대로 전환됨에 따라, CDMA 방식과 WCDMA 방식을 모두 지원할 수 있도록 CDMA 주파수 밴드와 WCDMA 주파수 밴드의 이중 대역을 갖는 이동 통신 단말기가 단말기 사용자들에게 제공되고 있는 데, 이중 대역 이동 통신 단말기에서는 도 6에 도시하는 바와 같이, CDMA 모드를 지원하는 송신단과 WCDMA 모드를 지원하는 송신단이 구분되어 있다.

이에 따라, 본 발명에 따른 비선형 왜곡 보상 장치도 CDMA 송신단과 WCDMA 송신단에 각각 설치되어 동작한다.

즉, 이동 통신 단말기가 CDMA 모드로 활성화되어 동작하는 경우, MSM(미도시)은 수신 감도에 따라 듀얼 채널 GTO 사이리스터 스위칭부(210)로 하이 또는 로우 레벨 상태의 제어 신호(B)를 인가하고, MSM(미도시)로부터 하이 또는 로우 레벨 상태의 제어 신호(B)를 인가받은 듀얼 채널 GTO 사이리스터 스위칭부(210)는 제어 신호(B)에 따라 BPF(23)로부터 입력받은 출력 신호를 전력 증폭기(25)로 직접 전달하거나 개방 루프 전치 보상부(220)를 거쳐 전달한다.

한편, 이동 통신 단말기가 WCDMA 모드로 활성화되어 동작하는 경우, MSM(미도시)은 수신 감도에 따라 듀얼 채널 GTO 사이리스터 스위칭부(310)로 하이 또는 로우 레벨 상태의 제어 신호(C)를 인가하고, MSM(미도시)로부터 하이 또는 로우 레벨 상태의 제어 신호(C)를 인가받은 듀얼 채널 GTO 사이리스터 스위칭부(310)는 제어 신호(C)에 따라 BPF(33)로부터 입력받은 출력 신호를 전력 증폭기(35)로 직접 전달하거나 개방 루프 전치 보상부(320)를 거쳐 전달한다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치의 구성을 보인 도로, 2 입력 OR 게이트 스위칭부(410)와, 개방 루프 전치 보상부(420)를 구비하여 이루어진다.

이와 같은 구성에 있어서, 2 입력 OR 게이트 스위칭부(410)는 MSM(미도시)으로부터 인가받은 두 개의 제어 신호(D, E)에 의거하여 BPF(43)를 통해 입력받은 출력 신호를 전력 증폭기(45)로 바로 전달하거나 개방 루프 전치 보상부(420)를 거쳐 전달한다.

전술한, MSM(미도시)는 수신 감도가 좋은 경우에는 출력 신호가 바로 전력 증폭기(45)로 인가될 수 있도록 2 입력 OR 게이트 스위칭부(410)로 로우 레벨 상태의 제어 신호(D)와 하이 레벨 상태의 제어 신호 (E)를 인가하고, 수신 감도가 좋지 않은 경우에는 고전력 증폭을 수행해야 하므로, 출력 신호가 개방 루프 전치 보상부(420)를 거쳐 전력 증폭기(45)로 인가될 수 있도록 2 입력 OR 게이트 스위칭부(410)로 하이 레벨 상태의 제어 신호(D)와 로우 레벨 상태의 제어 신호(E)를 인가한다.

전술한 바와 같이, WCDMA 기지국 망의 수신 환경이 좋은 곳에서 MSM(미도시)은 2 입력 OR 게이트 스위칭부(410)로 로우 레벨 상태의 제어 신호(D)와 하이 레벨 상태의 제어 신호(E)를 인가하는 데, MSM(미도시)으로부터 로우 레벨 상태의 제어 신호(D)와 하이 레벨 상태의 제어 신호(E)가 인가되면, 제어 신호(D)에 직렬로 연결되어 있는 제1다이오드(D1)는 차단되고, 제어 신호(E)에 직렬로 연결되어 있는 제3다이오드(D3)는 도통된다. 이에 따라, 제1다이오드(D1)의 출력 신호에 의거하여 도통이 제어되는 제2다이오드(D2)는 차단되고, 제3다이오드(D3)의 출력 신호에 의거하여 도통이 제어되는 제4다이오드(D4)는 도통되므로, BPF(43)에서 출력되는 출력 신호는 도통되어 있는 제4다이오드(D4)를 통해 전력 증폭기(45)의 입력으로 직접 전달된다.

한편, WCDMA 기지국 망의 수신 환경이 나쁜 곳에서 MSM(미도시)은 2 입력 OR 게이트 스위칭부(410)로 하이 레벨 상태의 제어 신호(D)와 로우 레벨 상태의 제어 신호(E)를 인가하는 데, MSM(미도시)으로부터 하이 레벨 상태의 제어 신호(D)와 로우 레벨 상태의 제어 신호(E)가 인가되면, 제어 신호(D)에 직렬로 연결되어 있는 제1다이오드(D1)는 도통되고, 제어 신호(E)에 직렬로 연결되어 있는 제3다이오드(D3)는 차단된다. 이에 따라, 제1다이오드(D1)의 출력 신호에 의거하여 도통이 제어되는 제2다이오드(D2)는 도통되고, 제3다이오드(D3)의 출력 신호에 의거하여 도통이 제어되는 제4다이오드(D4)는 차단되므로, BPF(43)에서 출력되는 출력 신호는 도통되어 있는 제2다이오드(D2)를 통해 개방 루프 전치 보상부(420)를 거쳐 전력 증폭기(45)로 전달된다.

본 발명의 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치에 따르면, WCDMA 기지국 망이 불규칙한 상황이거나 베터리 전압이 낮아져 수신 감도가 좋지 않은 경우, 출력 신호를 전치 보상한 후, 전력 증폭기로 인가함으로써, 전력 증폭기의 출력 신호를 선형화하여 ACLR을 보정할 수 있게 된다.

Claims

BPF로부터 입력받은 출력 신호를 전력 증폭하여 출력하는 전력 증폭기를 구비하여 이루어지는 이동 통신 단말기에 있어서,

상기 전력 증폭기의 전단에 설치되되,

상기 BPF로부터 입력받은 출력 신호를 전치 보상한 후, 상기 보상된 출력 신호를 상기 전력 증폭기의 입력으로 전달하는 전치 보상부와;

제어부의 제어하에 상기 출력 신호를 상기 전력 증폭기로 바로 전달하거나, 상기 전치 보상부로 전달하는 스위칭부를 구비하여 이루어지는 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보정 장치.
CDMA 모드를 지원하는 전력 증폭기와 WCDMA 모드를 지원하는 전력 증폭기를 각각 구비하여 이루어지는 이동 통신 단말기에 있어서,

상기 각 전력 증폭기의 전단에 설치되되,

상기 전력 증폭기의 입력으로 인가되는 출력 신호를 전치 보상한 후, 상기 보상된 출력 신호를 상기 전력 증폭기의 입력으로 전달하는 전치 보상부와;

제어부의 제어하에 상기 출력 신호를 상기 전력 증폭기로 바로 전달하거나, 상기 전치 보상부로 전달하는 스위칭부를 구비하여 이루어지는 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보정 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제어부는,

수신 감도가 좋은 경우에는 상기 출력 신호가 상기 전력 증폭기로 바로 전달되고, 수신 감도가 좋지 않은 경우에는 상기 출력 신호가 상기 전치 보상기로 전달되도록 상기 스위칭부를 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보정 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 스위칭부는,

상기 제어부에서 출력되는 제어 신호를 입력으로 하되, 출력은 입력의 반대 상태가 되는 RTL 인버터와;

상기 RTL 인버터와 병렬 연결되며, 상기 제어 신호에 따라 도통되는 제1다이오드와;

상기 RTL 인버터의 출력 신호에 의거하여 도통되어 상기 출력 신호를 상기 전치 보상기로 전달하는 제2다이오드와;

상기 제1다이오드의 출력 신호에 의거하여 도통되어 상기 출력 신호를 상기 전력 증폭단으로 바로 전달하는 제3다이오드를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 스위칭부는,

상기 제어부에서 각각 서로 다른 레벨 상태의 제어 신호를 인가받아 도통 또는 차단되는 제1, 3다이오드와;

상기 제1다이오드의 출력 신호에 의거하여 도통되어 상기 출력 신호를 상기 전치 보상기로 전달하는 제2다이오드와;

상기 제3다이오드의 출력 신호에 의거하여 도통되어 상기 출력 신호를 상기 전력 증폭단으로 바로 전달하는 제4다이오드를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보상 장치.
제 5항에 있어서, 상기 제어부는,

수신 감도가 좋은 경우에는 상기 출력 신호가 상기 제4다이오드를 통해 상기 전력 증폭기로 바로 전달되도록 상기 제1다이오드와 제3다이오드에 서로 다른 레벨 상태의 제어 신호를 출력하고, 수신 감도가 좋지 않은 경우에는 상기 출력 신호가 상기 제2다이오드를 통해 상기 전치 보상기로 전달되도록 상기 제1다이오드와 제3다이오드에 서로 다른 레벨 상태의 제어 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 이동 통신 단말기의 비선형 왜곡 보정 장치.