KR100827151B1 - 비선형 왜곡 보상회로 및 비선형 왜곡 보상방법 - Google Patents

비선형 왜곡 보상회로 및 비선형 왜곡 보상방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비선형 왜곡을 보상하는 회로 및 방법에 관한 발명이다. 본 발명에 따르면 비선형 고출력 증폭한 변조신호로부터 비선형 왜곡성분을 추출하고, 추출한 왜곡성분을 직교 복조하여 기저대역영역으로 변환함으로써 생성되는 기저대역영역의 왜곡성분의 역위상의 왜곡성분을 상기 기저대역신호에 중첩시킨다. 그리고 상기 역왜곡성분이 중첩된 기저대역신호를 직교 변조한 후, 비선형 고전력 증폭함으로써, 비선형 고전력 증폭 시에 발생하는 비선형 왜곡을 소거한다. 이에 의하여, 복잡하고 대규모의 디지털 연산회로나 의사왜곡 발생회로 등을 이용하지 않고도 고전력 증폭에 의한 비선형 왜곡을 정확도 높게 보상할 수 있고, 또한, 회로 규모가 작기 때문에, 소비전력을 작게 할 수 있다.
Figure R1020010046570
비선형 왜곡, 왜곡 보상, 고전력 증폭

Description

비선형 왜곡 보상회로 및 비선형 왜곡 보상방법 {CIRCUIT AND METHOD FOR COMPENSATING NON-LINEAR DISTORTION}
도 1은 본 발명의 동작원리를 설명하기 위한 비선형 왜곡 보상회로의 구성을 나타내는 회로도,
도 2는 본 발명의 비선형왜곡 보상방법의 일 실시 예에 따른 처리순서를 나타내는 흐름도,
도 3은 도 1에 도시한 회로의 계산기 시뮬레이션에 의한 동작확인결과를 나타내는 특성도,
도 4는 도 1에 도시한 회로의 ACPR 대 입력레벨의 관계를 나타내는 특성도,
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 비선형 왜곡 보상회로의 구성을 나타내는 회로도,
도 6은 본 발명의 제2실시 예에 따른 비선형 왜곡 보상회로의 구성을 나타내는 회로도,
도 7은 본 발명의 제3실시 예에 따른 비선형 왜곡 보상회로의 구성을 나타내는 회로도,
도 8은 종래의 비선형 왜곡 보상회로를 탑재한 송신기의 구성 예를 나타내는 회로도,
도 9는 종래의 비선형 왜곡 보상회로를 탑재한 송신기의 다른 구성 예를 나타내는 회로도.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
11 …직교 변조부
12 …HPA(고전력 증폭기)
13 …감쇄기
14, 16, 17 …감산기
15 …직교 복조부
18 …캐리어 발생기
19, 21 …방향성 결합기 또는 분배기
20 …지연회로 또는 이상기
22, 26, 27 …위상조정기
23, 24, 25 …진폭조정기
28 …위상반전 & 위상조정기
29, 31, 32, 114 …가산기
30 …위상반전기
111, 151 …π/2이상기
112, 113, 152, 153 승산기
본 발명은 무선 송신기 등에서 이용되는 직교변조회로 및 직교변조 방법에 관한 것으로, 특히 기저대역신호를 직교 변조한 후에 고전력 증폭할 시 발생하는 비선형 왜곡을 보상하는 비선형 왜곡 보상회로 및 비선형 왜곡 보상방법에 관한 것이다.
통상적으로 무선송신회로는 송신하고자 하는 신호를 직교변조 회로에서 확산한다. 이와 같이 확산된 신호는 기저대역신호로 직교 변조한 후, 상기 변조된 신호를 고전력 증폭하여 송신한다. 이러한 고전력 증폭은 전력효율을 향상시키기 위해 사용된다. 이때 고전력 증폭의 증폭 특성은 비선형 증폭 특성을 가진다. 따라서 증폭한 변조신호에 비선형 왜곡이 발생하기 때문에, 발생한 왜곡을 보상하여 입출력 특성을 선형화하여야 한다. 이러한 비선형 왜곡을 보상하는 방법으로, 프리디스토션(predistortion) 방식의 비선형 왜곡 보상방식이 있다. 상기 프리디스토션 방식의 회로를 도 8에 도시하였다. 그러면 도 8을 참조하여 프리디스토션 방식을 살펴본다.
기저대역신호(I, Q)는 왜곡보상 연산부(1)에서 연산되어 D/A 변환기(2, 3)로 입력된다. 상기 D/A 변환기(2, 3)는 입력된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 직교 변조기(4)로 입력된다. 상기 직교 변조기(4)는 아날로그 신호로 변환된 기저대역신호(I, Q)를 직교 변조하여 출력하며, 상기 직교 변조기(4)의 출력은 고전 력 증폭기(HPA)(5)에서 고전력 증폭되어 출력된다.
상기 왜곡보상 연산부(1)에서 연산되는 값은 보상데이터 테이블(7)에서 출력되는 값을 이용하여 고전력 증폭 시 왜곡될 값을 보상하기 위해 미리 기저대역 신호(I, Q)를 왜곡하여 출력한다. 상기 보상데이터 테이블(7)은 고전력 증폭기(5)의 증폭 시의 비선형 특성을 미리 측정한 결과를 이용하여 작성된 보상 데이터를 테이블화하여 저장하고 있다. 상기 보상데이터 테이블(7)에서 출력될 신호는 전력계산기(6)에서 계산된 기저대역신호(I, Q)의 전력에 의해 출력 값이 결정된다. 즉, 전력계산기(6)에서 계산된 전력을 보상데이터 테이블(7)로 출력한다. 보상데이터 테이블(7)은 기저대역신호(I, Q)의 전력에 따라 그 테이블을 참조하고, 대응하는 보상데이터를 독출하여, 왜곡보상 연산부(1)로 출력한다.
이에 따라 왜곡보상 연산부(1)는 직교변조 전의 기저대역신호(I, Q)를 고전력 증폭기(4)에서 발생하는 비선형 왜곡을 상쇄하기 위한 역특성의 왜곡을 미리 가하여 D/A 변환기(2, 3)로 출력한다. 그러므로 고전력 증폭기(5)에서 고전력 증폭된 변조신호에는 비선형 왜곡이 포함되지 않게 된다.
그런데, 상기한 종래의 프리디스토션 방식을 이용한 비선형 왜곡 보상방식에서는 기저대역신호의 전력에 따라 그 보상데이터 테이블을 참조하도록 구성되어 있다. 따라서 고전력 증폭기(5)의 특성 및 편차 또는 온도변화 등에 의하여 회로 전체의 성능이 저하되기 쉬운 문제가 있었다.
따라서 상기 프리디스토션 방식을 개선하기 위해 출력 값을 궤환(Feedback)하여 처리하는 방식이 등장하였다. 궤환 값을 사용하는 프리디스토션 방식의 도 9 를 참조하여 설명한다.
고전력 증폭기(5)의 출력을 방향성 분배기(8)에서 분기하고, 상기 분기출력신호를 직교복조기(9)에서 직교복조한 후 보상데이터 연산부(10)로 궤환한다. 상기 보상데이터 연산부(10)는 상기 피드백 정보와 내장된 보상데이터 테이블(상기 도 8의 7과 동일함)의 데이터를 승산하여 보정 값으로 출력한다. 그리고 고전력 증폭기(5)의 특성의 편차나 온도변화에 상관없이, 정확도가 높은 보상데이터를 왜곡보상 연산부(1)로 출력하여 상기 결점에 의한 영향을 감소시킨다.
하지만, 상기한 회로도 의사적인 비선형 왜곡을 생성하고 이를 이용하고 있으므로, 상기 결점을 충분히 해결하지 못한다. 또한 상기한 회로로 구성하는 경우 복잡한 디지털 연산을 수행하기 때문에 회로규모가 커지는 문제가 있다. 그 결과 소비전력이 증가하여 바테리를 전원으로 하는 송신기에서는, 동작시간이 단축되는 문제가 있었다.
상술한 바와 같은 종래의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고전력 증폭기의 특성이 변동되더라도 정확히 고전력 증폭에 의하여 발생하는 비선형 왜곡을 보상할 수 있는 비선형 왜곡 보상 회로 및 비선형 왜곡 보상 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 복잡하고 대규모의 디지털 연산회로나 의사왜곡 발생회로 등을 이용하지 않고 고전력 증폭에 의하여 발생하는 비선형 왜곡을 보상할 수 있는 비선형 왜곡 보상 회로 및 비선형 왜곡 보상 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 소비전력을 작게 할 수 있는 비선형 왜곡 보상 방법 및 비선형 왜곡 보상 회로를 제공함에 있다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 기저대역신호를 직교 변조한 후 비선형 고출력 증폭하는 송신기로 상기 비선형 고출력 증폭시 발생하는 비선형 왜곡을 보상하는 비선형 왜곡 보상회로로서, 상기 비선형 고출력 증폭한 변조신호로부터 비선형 왜곡성분을 추출하는 왜곡 추출부와, 상기 왜곡 추출부로부터 추출한 왜곡성분을 기저대역영역으로 직교복조하는 직교복조부와, 상기 직교복조부로부터 출력되는 기저대역영역의 왜곡성분의 역위상의 왜곡성분을 상기 기저대역신호에 중첩시키는 왜곡 중첩부를 구비하여 구성된다.
또한 상기 왜곡 추출부로부터 추출한 왜곡성분의 위상을 조정한 후 기저대역영역으로 직교복조한다. 그리고 상기 직교복조부로부터 출력되는 기저대역영역의 위상을 조정하고 왜곡성분의 역위상의 왜곡성분을 상기 기저대역신호에 중첩시킨다.
그리고 상기 왜곡 추출부는 ;
상기 비선형 고출력 증폭한 변조신호를 비선형 고출력 증폭한 만큼 감쇄시키는 감쇄기와, 상기 감쇄기의 출력신호로부터 비선형 고출력 증폭하기 전의 변조신호를 감산하는 감산기로 구성되고,
상기 왜곡 추출부는 ;
상기 비선형 고출력 증폭한 변조신호를 비선형 고출력 증폭한 분 만큼 감쇄 시키는 감쇄기와, 비선형 고출력 증폭하기 전의 변조신호의 위상을 반전시키는 위상반전기와, 상기 감쇄기의 출력신호에 상기 위상반전기로부터 출력되는 반전변조신호를 가산하는 가산기로 구성되며,
상기 왜곡 중첩부는 ;
상기 기저대역신호로부터 상기 직교복조부로부터 출력되는 기저대역영역의 왜곡성분을 감산하는 감산기로 구성되거나, 또는 상기 기저대역신호에 상기 직교복조부로부터 출력되는 기저대역영역의 왜곡성분의 위상반전성분을 가산하는 가산기로 구성된다.
또한 상기 기저대역영역의 왜곡성분의 위상반전성분은,
상기 왜곡 추출부에 의하여 추출된 왜곡성분의 위상을 위상반전기에서 반전시킨 후 상기 직교복조부에 의하여 직교 복조함으로써 생성한다.
상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 기저대역신호를 직교변조한 후 비선형 고출력 증폭하는 송신기로 상기 비선형 고출력 증폭할 시에 발생하는 비선형 왜곡을 보상하는 비선형 왜곡 보상방법으로서, 상기 비선형 고출력 증폭한 변조신호로부터 비선형 왜곡성분을 추출하는 과정과, 상기 추출한 왜곡성분을 직교 복조하여 기저대역영역으로 직교 복조하는 과정과, 상기 직교 복조되어 생성되는 기저대역영역의 왜곡성분의 역왜곡성분을 상기 기저대역신호에 중첩시키는 과정을 구비함을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 비선형 왜곡 보상회로의 구성을 나타내는 상세 회로도이다. 이하 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 비선형 왜곡 보상회로의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.
상기 비선형 왜곡 보상회로는 직교변조부(11), 고전력증폭기(HPA)(12), 감쇄기(13), 감산기(14), 직교복조부(15), 2개의 감산기(16, 17) 및 캐리어 발생기(18)로 구성된다. 상기 직교변조부(11)는, π/2이상기(111), 2개의 승산기(112, 113), 가산기(114)로 구성되며, 상기 직교복조부(15)는, π/2이상기(151), 2개의 승산기(152, 153)로 구성된다. 또한 감쇄기(13), 감산기(14), 직교복조부(15), 2개의 감산기(16, 17)는 본 발명에 따른 비선형 왜곡 보상회로가 된다.
그러면 상기한 구성에 따라 본 발명의 비선형 왜곡 보상회로의 동작에 관하여 설명한다. 서로 90°의 위상차를 가지는 2 기저대역신호 I, Q는, 각각 감산기(16, 17)에서 후술하는 왜곡성분 e, f가 감산된 후, 직교변조부(11)로 입력된다. 이때 기저대역 신호 I는 감산기(16)에서 후술되는 비선형 왜곡 보상성분과 감산되어 출력되며, 직교 변조부(11)의 승산기(113)로 입력된다. 또한 상기 기저대역 신호 Q는 다른 감산기(17)에서 후술되는 왜곡 보상 성분과 감산되어 출력되며, 직교 변조부(11)의 다른 승산기(112)로 입력된다. 또한 상기 승산기(113)는 캐리어 발생기(18)에서 발생된 캐리어 신호 g를 수신하여 상기 감산기(16)에서 감산된 신호와 승산을 수행한다. 또한 상기 캐리어 발생기(18)에서 발생된 신호 g는 상기 직교 변조부(111)의 π/2 이상기(111)에서 π/2 만큼 위상 편이되며, π/2 위상 편이 된 신호 h가 되어 승산기(112)로 입력된다. 이에 따라 승산기(112)는 감산기(17)의 출력 신호와 π/2 만큼 위상 편이된 캐리어 신호 h를 승산하여 출력한다. 상기 2개의 승산기들(112, 113)의 출력 신호는 가산기(114)로 입력된다. 상기 가산기(114)는 상기 승산기들(112, 113)의 출력 신호를 가산하여 출력한다. 즉, 상기 가산기(114)의 출력이 직교변조부(11)의 출력이 된다. 따라서 상기 가산기(114)의 출력 신호 a는 둘로 분기되며, 상기 분기된 신호 중 하나는 고전력 증폭기(12)로 입력되고, 다른 하나는 감산기(14)로 입력된다.
고전력 증폭기(12)는, 직교변조신호 a를 비선형 고전력 증폭(이득 K)하여 출력한다. 상기 고전력 증폭된 신호 b는 2로 분기되며, 하나의 출력은 출력단으로 송출되며, 다른 하나의 출력은 감쇄기(13)로 입력된다. 이때 감쇄기(13)는 고전력 증폭기(12)에서 증폭된 증폭이득(1/k)만큼 신호를 감쇄한다. 상기 감쇄기(13)에서 출력된 신호 c는 상기 감산기(14)로 입력된다. 상기 감산기(14)는 고전력 증폭기(12)로부터 출력된 비선형 왜곡을 포함되어 감쇄된 신호 c와 직교변조부(11)로부터 출력된 왜곡이 없는 직교변조신호 a가 감산되어 비선형 증폭 왜곡성분 d만이 추출된다.
상기 비선형 증폭 왜곡성분 d는 둘로 분기되어 직교복조부(15)의 2개의 승산기들(152, 153)로 각각 입력된다. 또한 상기 각 승산기들(152, 153)은 상기 비선형 증폭 왜곡성분들과 승산할 신호들을 수신한다. 상기 비선형 증폭 왜곡성분들과 승산할 신호는 상기 캐리어 발생기(18)로부터 출력된 신호가 된다. 즉, 상기 캐리어 발생기(18)에서 캐리어 신호 g는 승산기(152)로 입력되며, 상기 캐리어 신호 g는 또한 π/2 이상기(151)에서 π/2 만큼 위상 편이되어 출력된다. 상기 π/2 이상기(151)의 출력 신호 h는 승산기(153)로 입력된다. 따라서 상기 각 승산기들(152, 153)은 입력된 신호들을 서로 승산하여 각각 출력한다. 상기 직교 복조부(15)의 승산기(152)에서 출력된 신호 e는 상기 기저대역 신호 I가 입력되는 감산기(16)로 입력된다. 그리고 상기 직교 복조부(15)의 상산기(153)에서 출력된 신호 f는 상기 기저대역 신호 Q가 입력되는 감산기(17)로 입력된다.
따라서 감산기(16)는 기저대역신호 I로부터 고전력 증폭기(12)에서 발생할 가능성이 있는 왜곡성분 e가 미리 감산된다. 즉, 기저대역신호 I는 왜곡될 신호만큼 보상하기 위한 역왜곡성분이 중첩되어 직교변조부(11)로 입력된다. 또한 감산기(17)는 기저대역신호 Q로부터 고전력 증폭기(12)에서 발생할 가능성이 있는 왜곡성분 f가 미리 감산된다. 따라서 기저대역신호 Q는 왜곡될 신호만큼 보상하기 위한 역왜곡성분이 중첩되어 직교변조부(11)로 입력된다.
즉, 상기 2개의 감산기(16, 17)에서는, 감산기(14)에서 추출한 왜곡성분을 직교 복조함으로써 생성되는 기저대역영역에서의 역왜곡 특성(고전력 증폭 시에 발생하는 비선형 왜곡성분을 소거하는 특성)의 왜곡성분을 상기 기저대역신호에 중첩시킬 수 있다. 따라서, 상기 역왜곡성분이 중첩된 기저대역신호가 직교변조부(11)에 의하여 직교 변조된 후, 고전력 증폭기(12)에서 비선형 고전력 증폭될 시에 발생하는 비선형 왜곡은 소거된다.
그러면 상기한 비선형 왜곡보상의 원리를 이하에 설명한다. 우선 고전력 증 폭기(12)에서 왜곡이 발생하기 전의 a점에서의 신호 Ain은 I, Q의 기저대역신호를 각각 SI, SQ로 가정한다. 그리고 캐리어 발생기(18)의 출력을 진폭이 1인 cosθ로 가정하며, 동시에 상기 직교 변조부(11)로 입력되는 기저대역의 신호들에 역왜곡 성분이 입력되지 않은 상태로 가정하면, a점에서의 신호 Ain은 하기 <수학식 1>과 같이 도시할 수 있다.
Ain = SI·cosθ+SQ·sinθ
상기 직교 변조부(11)에서 출력된 신호는 고전력 증폭기(HPA)(12)에서 고전력 증폭된다. 상기 고전력 증폭기(12)의 증폭율을 K로 가정하며, 일반적으로 발생하는 비선형 왜곡성분을 D로 가정한다. 그러면 상기 고전력 증폭기(12)에 의해 비선형 왜곡된 출력인 b점에서의 신호Aout는 하기 <수학식 2>와 같이 도시할 수 있다.
Aout = K·Ain + D
그리고 상기 b점의 신호는 감쇄기(13)로 입력된다. 이때 감쇄기(13)의 감쇄율을 상기 고전력 증폭기(12)의 증폭률의 역수인 1/K로 취한다. 즉, 감쇄기(13)의 감쇄율을 전력 증폭되기 증폭 전의 신호크기로 변환하게 된다. 이와 같이 감쇄기(13)에서 감쇄되어 출력된 c점에서의 신호는 하기 <수학식 3>과 같이 도시할 수 있다.
Aout/K = Ain + D/K
즉 상기 감쇄기(13)에서 출력되는 신호는 신호의 크기는 상기 직교 변조부(11)에서 출력된 신호의 크기와 같아지지만 직교 변조부(13)의 신호가 왜곡된 값을 포함하여 작아진 상태가 된다. 상기 감쇄기(13)에서 출력된 신호는 다시 감산기(13)로 입력된다. 상기 감산기(13)는 직교변조부(11)의 출력신호와 상기 감쇄기(13)의 신호를 함께 감산하여 출력한다. 상기 감쇄기(13)에서 출력된 d점의 신호는 하기 <수학식 4>와 같이 도시할 수 있다.
Ain + D/K - Ain = D/K
즉, 상기 왜곡 성분이 포함된 신호에서 직교변조부(11)에서 출력된 신호를 감산함으로써 왜곡된 성분만을 추출한다.
상기 왜곡된 성분만의 신호인 d점의 신호는 직교 복조부(15)로 입력되며, 상기 직교 복조부(15)로 입력된 신호는 직교 복조되며, 상기 복조된 e점의 신호는 하기 <수학식 5>와 같이 도시되며, f점의 신호는 하기 <수학식 6>과 같이 도시할 수 있다.
D/K·cosθ
D/K·sinθ
이와 같이 구성되므로 역왜곡을 가한 후에 상기 고전력 증폭기(12)로 실제로 입력되는 a점의 신호인 입력신호 A'in은 상기 <수학식 5>와 상기 <수학식 6>으로부터 하기 <수학식 7>과 같이 도시할 수 있다.
A'in = (SI - D/K·cosθ)·cosθ
+(SQ - D/K·sinθ)·sinθ
따라서 실제로는 상기 <수학식 7>의 신호를 왜곡특성을 가지는 고전력 증폭기(12)에서 증폭된다. 그러면 상기 고전력 증폭기(12)의 출력인 b점에서의 실제의 출력 신호 A'out은 하기 <수학식 8>과 같이 도시할 수 있다.
A'out = K·A'in + D = K·(SI·cosθ + SQ·sinθ)
- D·(cos2θ + sin2θ) + D
= K·(SI·cosθ + SQ·sinθ)
= K·Ain
상기 <수학식 8>에 도시한 바와 같이 증폭기(12)에서 출력되는 신호는 왜곡이 제거되어 선형 증폭을 수행할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따라 비선형 왜곡 보상 시의 실시 예에 따른 처리순서를 도시한 흐름도이다. 그러면 도 2를 참조하여 비선형 왜곡 보상이 이루어지는 과정을 상기 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.
우선 201단계에서 비선형 고출력 증폭한 변조신호로부터 비선형 왜곡성분을 추출한다. 그리고 202단계에서 추출한 왜곡성분을 직교 복조하여 기저대역영역의 왜곡성분으로 변환한다. 그런 후 203단계에서 기저대역영역에서의 역왜곡 특성(비선형 고출력 증폭할 시에 발생하는 비선형 왜곡을 소거하는 특성)의 왜곡성분을 상기 기저대역신호에 중첩시킨다. 이를 통해 비선형 특성을 가지는 증폭기에서 입력되는 신호를 선형 특성을 가지도록 증폭할 수 있다.
도 3은 상기 도 1에 도시한 회로의 계산기 시뮬레이션에 의한 동작확인결과를 나타내는 특성도이다. 도 3의 (a)는 본 발명의 비선형 왜곡 보상회로를 오프로 한 경우의 고전력 증폭기(12)의 출력신호의 파형을 나타내고 있다. 또한 도 3의 (b)는 본 발명의 비선형 왜곡 보상회로를 온으로 한 경우의 고전력 증폭기(12)의 출력신호의 파형을 나타내고 있다. 비선형 왜곡 보상회로에 의하여 왜곡보상을 수행하면 인접채널 전력비(ACPR)의 개선율로서 14∼16dB의 효과를 얻을 수 있다.
더욱이 도 4에 도시한 ACPR 대 입력레벨특성을 참조하면 알 수 있는 바와 같이 비선형 왜곡 보상회로를 온(on)으로 한 경우 최대출력상태에서 위상이나 진폭을 최적의 값으로 조정해 두면, 그 이하의 출력레벨에서는 그보다 ACPR이 저하되지 않는다. 따라서 적응화 회로 등의 동적 제어를 할 필요가 없으며, 이후에는 조정 없이 사용할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 비선형 왜곡 보상회로는 고전력 증폭기(12)에서 발생한 왜곡을 추출하고, 이를 기저대역영역의 왜곡 성분으로 변환한다. 그런 후 상기 역왜곡 성분을 기저대역신호 I, Q들로 피드백(feedback)한다. 즉, 기저대역 신호들 I, Q에서 역왜곡 성분을 감산한다. 이를 통해 고전력 증폭기(12)에서 발생하는 비선형 왜곡을 소거할 수 있다. 또한 비선형 왜곡 보상회로는 복잡한 디지털연산을 수행하지 않는 피드백계이므로 회로규모를 작게 할 수 있다. 따라서 회로의 규모가 작아지므로 소비전력을 작게 할 수 있다. 그러므로 본 실시 예의 직교변조회로가 바테리를 전원으로 하는 휴대전화 등의 송신기 등에 이용할 경우 배터리의 소모전류를 줄임으로써 휴대전화의 동작시간을 증대시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1실시 예에 따른 비선형 왜곡 보상회로의 구성을 나타내는 회로도이다. 본 실시 예는 직교변조부(11)와 고전력 증폭기(HPA)(12)간에 방향성 결합기 또는 분배기(19)를 삽입하여 직교변조부(11)로부터 출력되는 변조신호를 분기한다. 그리고 상기 분기한 변조신호를 지연회로 또는 이상기(20)를 통해 그 위상을 적절하게 위상 편이한다. 그리고 감쇄기(13)의 출력신호의 위상에 맞춘 후 감산기(14)로 출력한다.
또한 고전력 증폭기(12)의 출력도 방향성 결합기 또는 분배기(21)에 의해 분기시킨다. 상기 분기된 출력은 감쇄기(13)로 입력된다. 상기 감산기(14)로부터 얻어지는 비선형 왜곡성분도 위상조정기(22)를 통하여 그 위상을 조정한 후 직교복조부(15)로 출력한다. 또한 직교복조부(15)에 의하여 출력되는 기저대역의 비선형 왜곡성분도 2개의 진폭조정기들(23, 24)을 통해 진폭을 조절한다. 즉, 상기 기저대역 신호 I, Q와 같은 신호의 진폭을 가지도록 진폭조정을 수행한다. 그런 후 2개의 감산기(16, 17)로 입력된다.
상기한 바 중에서 특히 추출한 비선형 왜곡성분의 위상을 조정한 후 직교복조부(15)로 입력한다. 그러므로 기저대역영역의 왜곡 성분에 대한 역위상 왜곡 성분을 높일 수 있다. 즉, 상기 2개의 감산기(16, 17)에서 정확도가 높은 역위상 왜곡 성분을 상기 기저대역신호에 중첩되도록 한다.
따라서, 본 발명의 비선형 왜곡 보상회로는 방향성 결합기 또는 분배기(19, 21), 지연회로 또는 이상기(20), 감쇄기(13), 감산기(14), 직교복조부(15), 진폭조정기(23, 24), 및 감산기(16, 17)로 구성된다.
그 이외의 구성은, 도 1에 도시한 동작원리 설명도와 동일하며, 고전력 증폭기(HPA)(12)에서 발생한 왜곡의 역왜곡을 기저대역신호로 피드백하여 왜곡을 소거하는데, 비선형 왜곡 보상회로의 각 신호의 위상관계와 진폭관계를 적절하게 조정함으로써, 실용적인 회로구성으로 하고 있으며, 원리적으로는 도 1에 도시한 동작원리 설명도와 동일한 작용 및 효과가 있다.
도 6은, 본 발명의 제2실시 예에 따른 비선형 왜곡 보상회로의 구성을 나타내는 회로도이다. 이하 도 6을 참조하여 본 발명의 제2실시 예에 따른 비선형 왜곡 보상회로의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.
본 실시 예에서는 상기 도 4에 도시한 지연회로 또는 이상기(20)를 감쇄기(13)와 감산기(14) 간에 삽입한다. 이와 같이 구성하여 감산기(14)에 입력되는 방향성 결합기(19)와 감쇄기(13)의 각 출력신호의 위상을 맞출 수 있다.
또한, 감산기(14)로부터 출력되는 왜곡성분의 진폭을 진폭조정기(25)에 의해 조정한 후 직교복조부(15)로 출력한다. 그러면 상기 직교복조부(15)는 이를 직교복조하여 출력하며, 상기 출력되는 기저대역영역의 왜곡성분의 위상을 2개의 위상조정기(26, 27)에서 조정한다. 이와 같이 구성하는 경우에도 상술한 도 4에 도시한 회로와 동일한 동작을 수행하며, 동일한 효과를 가진다. 특히, 본 실시 예에서는 기저대역영역의 왜곡성분의 위상을 조정함으로써 감산기(16, 17)에서 기저대역영역의 왜곡성분의 역위상의 왜곡성분이 정확도 높게 상기 기저대역신호에 중첩되도록 하고 있다.
도 7은 본 발명의 제3실시 예에 따른 비선형 왜곡 보상회로의 구성을 도시한 회로도이다. 이하 도 7을 참조하여 본 발명의 제3실시 예에 따른 비선형 왜곡 보상회로의 구성 및 동작에 대하여 살펴본다.
본 실시 예에서는 방향성결합기 또는 분배기(19)에서 분기한 변조신호를 위상반전 & 위상조정기(28)에 의하여 위상을 반전한다. 동시에 그 위상을 조정하여 가산기(29)에 입력한다. 이를 통해 전술한 실시 예에서 이용한 감산기(14) 대신 가산기(29)를 이용하여 왜곡성분을 추출할 수 있다.
또한 상기 가산기(29)로부터 출력되는 왜곡성분을 위상반전기(30)에서 상기 입력된 신호의 위상을 반전시켜 출력한다. 상기 위상반전기(30)의 출력은 직교복조부(15)로 입력된다. 이를 통해 기저대역영역으로 복조된 왜곡성분의 위상을 반전시키기 때문에 2개의 진폭조정기(23, 24) 및 2개의 위상조정기(26, 27)를 통한 왜곡성분의 위상은 전술한 실시 예와는 180도 다르다. 따라서 전술한 바와 같이 감산을 수행하는 감산기 대신에 2개의 가산기(31, 32)에 의하여 기저대역신호 I, Q에 역왜곡성분을 부가할 수 있다. 이상 상술한 제3실시 예 또한 전술된 제1, 제2의 실시 예와 동일한 효과가 있다.
이상에서 상술한 본 발명은 상기 실시 예에 한정되어서는 안되며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서는 구체적인 구성, 기능, 작용, 효과는 다른 다양한 형태에 의해서도 실시할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 실제로 발생한 왜곡을 피드백하고 있으므로, 보다 정확하게 고전력 증폭에 의한 비선형 왜곡을 보상할 수 있는 이점이 있다. 또한, 복잡하고 대규모의 디지털 연산회로나 의사왜곡 발생회로 등을 이용하지 않고도 고전력 증폭에 의한 비선형 왜곡을 보상할 수 있는 이점이 있다. 뿐만 아니라 소규모의 회로를 채용함으로써 소비전력을 작게 할 수 있으며, 이를 통해 휴대단말의 사용시간을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (9)

  1. 기저대역신호를 직교 변조한 후 비선형 고출력 증폭하는 송신기로 상기 비선형 고출력 증폭시 발생하는 비선형 왜곡을 보상하는 비선형 왜곡 보상회로에 있어서,
    상기 비선형 고출력 증폭한 변조신호를 비선형 고출력 증폭한 만큼 감쇄시키고, 상가 감쇄된 변조 신호로부터 상기 비선형 고출력 증폭하기 전의 변조신호를 감산함으로써 비선형 왜곡성분을 추출하는 왜곡 추출부와,
    상기 왜곡 추출부로부터 추출한 왜곡성분을 기저대역영역으로 직교복조하는 직교복조부와,
    상기 직교복조부로부터 출력되는 기저대역영역의 왜곡성분의 역위상의 왜곡성분을 상기 기저대역신호에 중첩시키는 왜곡 중첩부를 구비함을 특징으로 하는 비선형 왜곡 보상회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 왜곡 추출부로부터 추출한 왜곡성분의 위상을 조정한 후 기저대역영역으로 직교복조함을 특징으로 하는 비선형 왜곡 보상회로.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 직교복조부로부터 출력되는 기저대역영역의 위상을 조정하고 왜곡성분의 역위상의 왜곡성분을 상기 기저대역신호에 중첩시킴을 특징으로 하는 비선형 왜곡 보상회로.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 왜곡 추출부는,
    상기 비선형 고출력 증폭한 변조신호를 비선형 고출력 증폭한 만큼 감쇄시키는 감쇄기와, 상기 감쇄기의 출력신호로부터 비선형 고출력 증폭하기 전의 변조신호를 감산하는 감산기로 이루어짐을 특징으로 하는 비선형 왜곡 보상회로.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 왜곡 추출부는,
    상기 비선형 고출력 증폭한 변조신호를 비선형 고출력 증폭한 분 만큼 감쇄시키는 감쇄기와,
    비선형 고출력 증폭하기 전의 변조신호의 위상을 반전시키는 위상반전기와, 상기 감쇄기의 출력신호에 상기 위상반전기로부터 출력되는 반전변조신호를 가산하는 가산기로 이루어짐을 특징으로 하는 비선형 왜곡 보상회로.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 왜곡 중첩부는,
    상기 기저대역신호로부터 상기 직교복조부로부터 출력되는 기저대역영역의 왜곡성분을 감산하는 감산기로 이루어짐을 특징으로 하는 비선형 왜곡 보상회로.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 왜곡 중첩부는,
    상기 기저대역신호에 상기 직교복조부로부터 출력되는 기저대역영역의 왜곡성분의 위상반전성분을 가산하는 가산기로 이루어짐을 특징으로 하는 비선형 왜곡 보상회로.
  8. 제7항에 있어서, 상기 기저대역영역의 왜곡성분의 위상반전성분은,
    상기 왜곡 추출부에 의하여 추출된 왜곡성분의 위상을 위상반전기에서 반전시킨 후 상기 직교복조부에 의하여 직교 복조함으로써 생성함을 특징으로 하는 비선형 왜곡 보상회로.
  9. 기저대역신호를 직교변조한 후 비선형 고출력 증폭하는 송신기로 상기 비선형 고출력 증폭할 시에 발생하는 비선형 왜곡을 보상하는 비선형 왜곡 보상방법에 있어서,
    상기 비선형 고출력 증폭한 변조신호를 비선형 고출력 증폭한 만큼 감쇄시키는 과정과,
    상가 감쇄된 변조신호로부터 상기 비선형 고출력 증폭하기 전의 변조신호를 감산함으로써 비선형 왜곡성분을 추출하는 비선형 왜곡성분을 추출하는 과정과,
    상기 추출한 왜곡성분을 직교 복조하여 기저대역영역으로 직교 복조하는 과정과,
    상기 직교 복조되어 생성되는 기저대역영역의 왜곡성분의 역왜곡성분을 상기 기저대역신호에 중첩시키는 과정을 구비함을 특징으로 하는 비선형 왜곡 보상방법.
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