KR101436926B1 - Concurrent dual-band digital pre-distortion apparatus and method for power amplifier - Google Patents

Concurrent dual-band digital pre-distortion apparatus and method for power amplifier Download PDF

Info

Publication number
KR101436926B1
KR101436926B1 KR1020130027669A KR20130027669A KR101436926B1 KR 101436926 B1 KR101436926 B1 KR 101436926B1 KR 1020130027669 A KR1020130027669 A KR 1020130027669A KR 20130027669 A KR20130027669 A KR 20130027669A KR 101436926 B1 KR101436926 B1 KR 101436926B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
digital
power amplifier
analog
band
Prior art date
Application number
KR1020130027669A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김철동
이기형
윤종노
이지성
이창한
Original Assignee
세원텔레텍 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 세원텔레텍 주식회사 filed Critical 세원텔레텍 주식회사
Priority to KR1020130027669A priority Critical patent/KR101436926B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101436926B1 publication Critical patent/KR101436926B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00Baseband systems
    • H04L25/38Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems

Abstract

The present invention relates to a pre-correction apparatus for the power amplification signal of different dual bands and a method thereof. A concurrent dual-band digital pre-distortion apparatus for a power amplifier and a method thereof according to the present invention include performing an IF frequency conversion and a sampling process by coupling the output of the power amplifier signal of different dual bands, digitalizing the same, performing a signaling process on a transmitted/received signal, and performing concurrent pre-correction process.

Description

전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치 및 그 방법{Concurrent dual-band digital pre-distortion apparatus and method for power amplifier}[0001] The present invention relates to a simultaneous dual-band digital predistortion apparatus and method for a power amplifier,

본 발명은 전력증폭기에 관한 것으로서, 특히 비선형적인 특성을 갖는 전력증폭기의 출력을 선형화하는 전력증폭기용 동시 이중대역(Concurrent Dual-band) 디지털 전치왜곡(Digital Pre-Distortion, DPD) 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a power amplifier, and more particularly to a Concurrent Dual-band Digital Pre-Distortion (DPD) device and method for a power amplifier that linearizes the output of a power amplifier having nonlinear characteristics. will be.

최근 들어 다양한 무선통신 서비스의 제공에 따라 단말기 시스템의 복잡화와 다중 기능화가 요구되고 있으며, 이에 따른 다중대역(Multi-band), 다중모드(Multi-mode) 및 다중표준(Multi-standard)의 출현으로 다중대역 무선 컴포넌트(Dual-band RF component)와 저전력화 및 소형화에 부합하는 방향으로 다양한 연구 개발이 진행되고 있다.In recent years, the complexity and multi-functionalization of terminal systems have been demanded in accordance with the provision of various wireless communication services. Accordingly, the emergence of multi-band, multi-mode and multi-standard Various research and development are proceeding in accordance with the dual-band RF component and the low power and miniaturization.

특히 이중대역 전력증폭기(Dual-band amplifier)는 하드웨어 복잡도를 줄이고, 시스템에 대한 동적 재구성(System Re-configurability)을 제공함으로써 더 높은 수준의 SDR(Software Defined Radio)을 구현할 수 있는 성능이 요구되고 있다.In particular, dual-band amplifiers are required to achieve higher levels of SDR (Software Defined Radio) by reducing hardware complexity and providing system re-configurability for the system .

최근 통신기술의 비약적인 발전으로 인하여 고속 데이터 전송이 가능하게 됨에 따라 데이터 전송 용량이 증가한다. 데이터 전송 용량이 증가하면서 송신신호의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)값이 증가하고 전송 신호의 대역폭이 넓어지게 된다. 그러나 높은 PAPR 값과 넓은 전송 대역폭으로 인하여 전력증폭기에서 발생하는 비선형 특성은 통신 시스템의 성능을 떨어뜨리는 결정적인 요인이 된다.Due to the rapid development of communication technology, high-speed data transmission becomes possible, and the data transmission capacity increases. As the data transmission capacity increases, the Peak to Average Power Ratio (PAPR) value of the transmission signal increases and the bandwidth of the transmission signal increases. However, due to the high PAPR value and the wide transmission bandwidth, the nonlinear characteristic occurring in the power amplifier is a decisive factor that deteriorates the performance of the communication system.

이러한 전력증폭기의 비선형 문제는 통신 시스템의 성능을 저하시키는 주요한 요인으로 작용하므로, 전력증폭기에서 발생하는 비선형 문제를 해결하기 위한 방안으로 전치왜곡(Pre-Distortion) 기법이 사용된다.Since the nonlinear problem of the power amplifier acts as a main factor that deteriorates the performance of the communication system, a pre-distortion technique is used as a solution to the nonlinear problem occurring in the power amplifier.

전치왜곡이란 기저대역(Baseband) 영역에서 전력증폭기의 특성과 반대가 되도록 미리 신호를 왜곡시킴으로써 전력증폭기의 출력이 원하는 신호가 되도록 만들어 주는 것으로서, 전치왜곡기는 전력증폭기의 비선형 문제를 효과적으로 보상할 수 있다.Predistortion is a technique that makes the output of a power amplifier be a desired signal by distorting the signal in advance in the baseband region so as to be opposite to the characteristics of the power amplifier. The predistorter can effectively compensate the nonlinear problem of the power amplifier .

한편, 디지털 전치왜곡(DPD)은 전력증폭기의 비선형 특성을 아날로그 RF가 아닌 디지털 기저대역에서 처리하는 디지털 기술로서, 디지털 전치왜곡(DPD) 장치는 디지털 기저대역 입력신호와 전력증폭기의 비선형 출력신호를 주파수하향변환 및 아날로그-디지털 변환한 디지털 기저대역 신호와 비교하여 최종 전력증폭기의 출력성분에 왜곡이 없도록 입력신호를 사전 왜곡한다. On the other hand, digital predistortion (DPD) is a digital technology for processing nonlinear characteristics of a power amplifier in a digital baseband instead of an analog RF. A digital predistortion (DPD) device converts a digital baseband input signal and a non- The input signal is pre-distorted so that there is no distortion in the output component of the final power amplifier as compared to the frequency down conversion and analog-to-digital converted digital baseband signal.

따라서 높은 선형성을 갖는 이중대역 전력증폭기를 지원하기 위해서는 이중대역을 지원하는 선형화 장치가 필요한 실정이다.Therefore, in order to support a high-linearity dual-band power amplifier, a dual-band linearization device is required.

이에 본 발명은 상술한 제반 사항을 감안 및 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 목적은 높은 선형성을 갖는 이중대역 전력증폭기를 지원하기 위한 전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치 및 그 방법을 제공하는 데 있는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a simultaneous dual-band digital predistorter for a power amplifier for supporting a high-linearity dual-band power amplifier and a method thereof To provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 방법은, 디지털 전치왜곡 방식 이중대역 전력증폭기에 있어서, 상기 이중대역의 입력신호를 하나로 머지(merge)하고, CFR, DPD를 통과한 신호를 필터를 거쳐 다시 각각의 신호로 디머지(demerge), DAC(Digital-to-Analog 변환), 주파수 변환(IF-to-RF) 후 상기 이중대역 전력증폭기에 인가하고, 상기 이중대역 전력증폭기에 출력된 신호를 커플링(coupling)하여 주파수 변환(RF-to-IF) 후 ADC(Analog-to-Digital 변환)하고, 두 신호를 하나의 신호로 머지(merge)하고 DPD에 인가하여, 동시에 두 대역에 대한 선형화를 달성할 수 있다.In accordance with another aspect of the present invention, there is provided a digital predistortion type dual band power amplifier comprising: a digital predistortion type dual band power amplifier for merging the dual band input signals into one, And then applies the filtered signal to the dual band power amplifier after demerge, DAC (digital-to-analog conversion) and frequency conversion (IF-to-RF) (RF-to-IF) and then ADC (Analog-to-Digital Conversion) coupling the signals output to the power amplifier, and merge the two signals into one signal and apply the signals to the DPD , It is possible to achieve linearization for both bands at the same time.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치는, 상기 이중대역의 입력신호를 하나의 신호로 머지(merge)하기 위한 처리부, 상기 이중대역 전력증폭기의 비선형성분을 보상하기 위한 DPD, 이를 통과한 신호를 다시 각각의 신호로 디머지(demerge)하기 위한 믹서(Mixer) 및 필터(Filter), 상기 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 DAC(Digital-to-Analog Converter), 상기 아날로그 신호를 RF 로 변경하기 위한 믹서 또는 모듈레이터(Modulator), 상기 RF 신호를 받아 증폭하는 이중대역 전력증폭기와, 그 신호를 모니터링 하기 위한 커플러(Coupler)와, 상기 커플러에서 커플링된 신호를 IF로 변경하기 위한 믹서와, 상기 IF신호를 디지털 신호로 변환하기 위한 ADC(Analog-to-Digital Converter)와, 상기 ADC를 거친 두 신호를 하나의 신호로 머지(merge)하기 위한 처리부를 구비함을 특징으로 하는 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a simultaneous dual band digital predistorter comprising: a processing unit for merging the dual band input signal into one signal; a nonlinear component A mixer and a filter for demodulating a signal passed through the DPD to each signal, a digital-to-analog converter (DAC) for converting the signal into an analog signal, A dual-band power amplifier for receiving and amplifying the RF signal, a coupler for monitoring the signal, a coupler for coupling the signal coupled in the coupler, To an IF, an analog-to-digital converter (ADC) for converting the IF signal into a digital signal, and a demultiplexer (Merge) provides a simultaneous dual-band digital predistortion device, it characterized in that the processing unit provided with a to.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 방법은, 프레임부로부터 입력되는 이중대역의 신호를 하나로 머지(merge)하는 과정; 상기 머지된 입력신호를 파고율저감부(CFR) 및 디지털 전치왜곡부(DPD)를 통과시키는 과정; 상기 통과된 신호를 필터(Filter)를 거쳐 다시 각각의 신호로 디머지(demerge)하는 과정; 상기 디머지된 신호를 디지털-아날로그 변환부(DAC)에서 아날로그 신호로 변환하고, 무선부를 통해 주파수 변환(IF-to-RF)하는 과정; 상기 주파수 변환된 신호를 이중대역 전력증폭기에 인가하여 증폭하는 과정; 상기 이중대역 전력증폭기에서 출력된 신호를 커플링(coupling)하여 주파수 변환(RF-to-IF)하고, 아날로그-디지털 변환부(ADC)에서 디지털 신호로 변환하는 과정; 상기 디지털 신호로 변환된 두 신호를 하나의 신호로 머지하는 과정; 및 상기 머지된 신호를 상기 디지털 전치왜곡부(DPD)에 인가하여 상기 이중대역 전력증폭기의 증폭과정에서 생성된 비선형성분을 보상하는 과정;을 포함하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a simultaneous dual band digital predistortion method comprising: merging a dual band signal input from a frame unit; Passing the merged input signal through a crest factor reduction unit (CFR) and a digital predistortion unit (DPD); Demerging the passed signal through a filter and re-demodulating the received signal into respective signals; Converting the demodulated signal into an analog signal from a digital-analog converter (DAC) and performing frequency conversion (IF-to-RF) through a radio unit; A step of amplifying the frequency-converted signal by applying the frequency-converted signal to a dual-band power amplifier; Converting a signal output from the dual-band power amplifier to RF-to-IF and converting the digital signal to an analog-to-digital converter; A step of merging the two signals converted into the digital signal into one signal; And applying the merged signal to the digital predistortion unit to compensate for the nonlinear component generated in the amplifying process of the dual band power amplifier.

이때, 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 방법에 있어서, 상기 무선부는 믹서(Mixer) 및 모듈레이터(Modulator) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.At this time, in the simultaneous dual-band digital predistortion method according to the present invention, the radio unit is any one of a mixer and a modulator.

또한, 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 방법은, 상기 디지털 신호로 변환된 두 신호를 하나의 신호로 머지하는 과정 이전에 상기 ADC를 거친 두 신호를 지연 및 이득조절을 통해 경로 간 정렬시키는 과정을 더 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the simultaneous dual-band digital predistortion method according to the present invention is characterized in that before the process of merging the two signals converted into the digital signal into one signal, the two signals passed through the ADC are aligned between paths through delay and gain adjustment Further comprising the steps of:

또한, 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 방법에 있어서, 상기 디지털-아날로그변환 및 아날로그-디지털 변환 과정은 주파수 대역별로 각각 수행되는 것을 특징으로 한다. Also, in the simultaneous dual-band digital predistortion method according to the present invention, the digital-analog conversion and the analog-digital conversion are performed for each frequency band.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치는, 디지털 전치왜곡 방식 이중대역 전력증폭기에 있어서, 프레임부로부터 입력되는 이중대역의 신호를 하나의 신호로 머지(merge)하는 제1머지부; 상기 이중대역 전력증폭기의 비선형성분을 보상하기 위한 동시 이중대역 디지털 전치왜곡부; 상기 전치왜곡부를 통과한 신호를 각각의 신호로 디머지(demerge)하는 제1믹서(Mixer) 및 필터(Filter); 상기 디머지된 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그변환부(DAC); 변환된 아날로그 신호를 무선주파수(RF) 신호로 변경하기 위한 무선부; 상기 RF신호를 입력받아 증폭하는 이중대역 전력증폭기; 상기 이중대역 전력증폭기의 출력신호를 모니터링하는 커플러(Coupler); 상기 커플러에서 커플링된 신호를 중간주파수(IF) 신호로 변경하는 제2믹서(Mixer); 상기 IF신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(ADC); 상기 ADC를 거친 두 신호를 하나의 신호로 머지하는 제2머지부;를 구비하는 것을 특징으로 한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a digital predistortion type dual band power amplifier comprising: a digital predistortion type dual band power amplifier for merging a dual band signal input from a frame unit into a single signal, a first merge unit for merge the first merge unit; A simultaneous dual band digital predistorter for compensating for nonlinear components of the dual band power amplifier; A first mixer and a filter that demerge a signal having passed through the predistortion unit into respective signals; A digital-analog converter (DAC) for converting the demodulated signal into an analog signal; A radio unit for converting the converted analog signal into a radio frequency (RF) signal; A dual band power amplifier receiving and amplifying the RF signal; A coupler for monitoring an output signal of the dual band power amplifier; A second mixer for converting the coupled signal in the coupler into an intermediate frequency (IF) signal; An analog-to-digital converter (ADC) for converting the IF signal into a digital signal; And a second merge unit for merging the two signals through the ADC into one signal.

이때, 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치의 상기 무선부는, 믹서(Mixer) 및 모듈레이터(Modulator) 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다. In this case, the radio unit of the simultaneous dual-band digital predistorter according to the present invention is characterized by being a mixer and a modulator.

또한, 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치의 상기 제2머지부는, 상기 ADC를 거친 두 신호를 지연 및 이득조절을 통해 경로 간 정렬시키는 것을 특징으로 한다.Further, the second merger of the simultaneous dual-band digital predistorter according to the present invention is characterized in that the two signals passed through the ADC are aligned with each other through delay and gain adjustment.

또한, 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치에 있어서, 상기 디지털-아날로그변환부(DAC) 및 아날로그-디지털 변환부(ADC)는 주파수 대역별로 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.Also, in the simultaneous dual-band digital predistorter according to the present invention, the digital-analog converter (DAC) and the analog-digital converter (ADC) are provided for respective frequency bands.

상기와 같은 해결 수단 및 구성을 갖춘 본 발명은 이중대역 신호를 동시 전치 보상함으로써 높은 선형성을 요구하는 이중대역 전력증폭기의 선형성을 보장하는데 매우 유용한 효과가 있다. The present invention having the above-mentioned solution and structure has a very useful effect in ensuring linearity of a dual-band power amplifier requiring high linearity by simultaneous predistortion of a dual-band signal.

또한, 본 발명은 이중대역 전력증폭기 및 이를 포함하는 통신시스템의 가격을 낮추는 데에도 매우 효과적인 이점이 있다.The present invention is also advantageous in lowering the cost of a dual-band power amplifier and a communication system including the same.

도 1은 종래기술에 따른 디지털 전치왜곡 장치가 적용된 단일대역의 전력증폭기를 사용하는 시스템의 블록구성도,
도 2는 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치가 적용된 이중대역 전력증폭기를 사용하여 두 가지 대역의 신호를 송출하는 시스템의 블록구성도,
도 3은 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치의 상세 블록도 및 각 단에서의 신호형태를 나타낸 도면,
도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치를 적용한 후 측정한 특성 그래프.
FIG. 1 is a block diagram of a system using a single-band power amplifier to which a digital predistorter according to the related art is applied.
FIG. 2 is a block diagram of a system for transmitting signals of two bands using a dual-band power amplifier to which a simultaneous dual-band digital predistorter according to the present invention is applied;
FIG. 3 is a detailed block diagram of a simultaneous dual-band digital predistorter according to the present invention and a signal form at each stage,
4A to 4C are characteristic graphs measured after applying the simultaneous dual band digital predistorter according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예들의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 도면들 중 동일한 구성들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들을 나타내고 있음을 유의하여야 한다. 하기 설명에서 구체적인 특정 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해 제공된 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the same configurations of the drawings denote the same reference numerals as possible whenever possible. Specific details are set forth in the following description, which is provided to provide a more thorough understanding of the present invention. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

먼저, 도 1은 종래기술에 따른 디지털 전치왜곡 장치가 적용된 단일대역의 전력증폭기를 사용하는 시스템의 블록구성도로서, 디지털 전치왜곡 장치가 적용된 단일대역의 전력증폭기를 사용하여 두 가지 대역의 신호를 송출하는 경우에 일반적으로 적용할 수 있는 블록구성도를 도시한 것이다.FIG. 1 is a block diagram of a system using a single-band power amplifier to which a digital predistorter according to the related art is applied. FIG. 1 is a block diagram illustrating a system using a single-band power amplifier using a digital predistorter according to the related art. And shows a block diagram that can be generally applied when transmitting.

도 1을 참조하면, 프레임부(Framer)는 상위시스템과 데이터 통신을 위해 사용된다. 하향링크(Downlink)에서는 이 프레임부(Framer)가 상위시스템에서 보내준 데이터를 재생하기 위해 디프레임부(De-Framer)로 동작한다.Referring to FIG. 1, a frame unit is used for data communication with an upper system. In the downlink, the frame unit operates as a de-framer to reproduce data sent from the upper system.

상기 디프레임부(De-Framer)에서 디프레임(De-frame)된 데이터는 파고율저감부(CFR: Crest Factor Reduction)와 디지털 전치왜곡부(DPD: Digital Pre-Distortion)를 통과하고, 통과된 신호는 디지털-아날로그 변환부(DAC: Digital-to-Analog Converter)를 통과 후 아날로그 신호로 변환된다. 변환된 상기 아날로그 신호는 무선부(Trx: Transceiver)를 통과한 후 무선주파수(Radio Frequency, RF)신호로 주파수 변환된다. 그리고 주파수 변환된 상기 RF신호는 전력증폭기(PA: Power Amplifier)를 통해 증폭된 후 듀플렉서(Duplexer)로 인가된다.The de-framed data in the De-Framer passes through a Crest Factor Reduction (CFR) and a Digital Pre-Distortion (DPD) Is converted into an analog signal after passing through a digital-to-analog converter (DAC). The converted analog signal is frequency-converted into a radio frequency (RF) signal after passing through a radio transceiver (Trx). The frequency-converted RF signal is amplified through a power amplifier (PA) and then applied to a duplexer.

전술한 바와 같이, 도 1에 도시된 종래기술에 따른 디지털 전치왜곡부(DPD)가 적용된 단일대역의 전력증폭기를 사용하는 시스템에서는 위의 동작이 주파수 대역 별로 이루어지므로, 주파수 대역 별로 각각 1개의 블록(총 2개)이 존재하며, 각각의 블록에서 각각 증폭된 2개의 주파수 대역은 듀플렉서(Duplexer)에서 합해져서 안테나를 통해 출력된다.As described above, in the system using the single band power amplifier to which the digital predistorter (DPD) according to the prior art shown in FIG. 1 is applied, the above operation is performed for each frequency band, (Two in total), and the two frequency bands amplified in each block are combined in a duplexer and outputted through an antenna.

또한, 각각의 전력증폭기(PA)에서 출력된 각 신호는 각각 커플링(Coupling)되어 무선부(Trx)를 통과 후 중간주파수(Intermediate Frequency, IF)신호로 주파수 변환되어, 아날로그-디지털 변환부(ADC: Analog-to-Digital Converter)를 통과하며 디지털화 된다. 최종적으로 디지털화 된 신호는 디지털 전치왜곡부(DPD)로 인가되어 비선형성분 보상 연산처리에 사용된다.Each of the signals output from each of the power amplifiers PA is coupled and frequency-converted into an intermediate frequency (IF) signal after passing through the radio unit Trx, ADC: Analog-to-Digital Converter). Finally, the digitized signal is applied to the digital predistortion unit (DPD) and used for nonlinear component compensation calculation processing.

한편, 상향링크(Uplink)에서는 안테나를 통해 수신된 신호가 듀플렉서(Duplexer)에서 주파수 별로 분기되며, 분기된 각 주파수대역 신호는 무선부(Trx)에서 증폭 및 주파수 변환된다. 증폭 및 주파수 변환된 신호는 아날로그-디지털 변환부(ADC)를 통과하여 디지털화 되고, 프레임부(Framer)에서 상위시스템으로 데이터를 보내기 위하여 약속된 형태로 직렬화(Serialize) 된다.On the other hand, in an uplink, a signal received through an antenna is branched in frequency by a duplexer, and each branched frequency band signal is amplified and frequency-converted by a radio unit Trx. The amplified and frequency-converted signal is digitized through an analog-to-digital converter (ADC) and serialized to a promised format to send data from the framer to the host system.

다음으로, 본 발명에 따른 전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치 및 그 방법을 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다. Next, a simultaneous dual-band digital predistorter for a power amplifier and its method according to the present invention will be described in detail with reference to Figs. 2 and 3. Fig.

도 2는 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치가 적용된 이중대역 전력증폭기를 사용하여 두 가지 대역의 신호를 송출하는 시스템의 블록구성도를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치의 상세 블록도 및 각 단에서의 신호형태를 나타낸 도면으로서, 프레임/디프레임부(Framer/De-Framer)에서부터 디지털-아날로그 변환부(DAC)의 IF출력단 및 아날로그-디지털 변환부(ADC)의 IF입력단까지의 상세한 블록구성도와 각 단의 신호 형태를 나타낸 것이다. FIG. 2 is a block diagram of a system for transmitting signals of two bands using a dual-band power amplifier to which a simultaneous dual-band digital predistorter according to the present invention is applied. FIG. Band digital predistortion apparatus and a signal form at each stage. The IF output stage of the digital-analog conversion unit (DAC) and the analog-to-digital conversion unit (DAC) (ADC) to the IF input stage and the signal form of each stage.

본 발명에 따른 전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치에서는 프레임/디프레임부(Framer/De-Framer)와 파고율저감부(CFR)를 통과한 두 대역의 신호가 하나의 신호로 머지(merge)되어 동시 이중대역 디지털 전치왜곡부(Concurrent Dual band DPD)에 인가된다. In the simultaneous dual-band digital predistorter for a power amplifier according to the present invention, signals of two bands passing through a frame / de-framer and a crest factor reducing unit (CFR) are merged into a single signal, And applied to a concurrent dual band digital predistortion (DPD).

여기서 본 발명은 주파수 대역이 2개이지만, 하나의 동시 이중대역 디지털 전치왜곡부(Concurrent Dual band DPD)에서 2개 주파수 대역을 모두 처리한다. 상기 동시 이중대역 디지털 전치왜곡부(Concurrent Dual band DPD)를 통과한 신호는 다시 각각의 신호로 디머지(demerge)된다.Here, the present invention deals with two frequency bands, but handles all two frequency bands in one simultaneous dual band digital predistortion (DPD). The signals that have passed through the concurrent dual band DPD are again demarcated into respective signals.

각각의 신호로 디머지된 신호는 디지털-아날로그 변환부(DAC)를 통하여 아날로그 신호로 변환되고, 무선부(Trx)를 통과한 후 RF 신호로 주파수 변환되며, 이중대역 전력증폭기(PA)를 통해 증폭된 후 듀플렉서(Duplexer)를 통해 안테나로 출력된다.The signals demultiplexed into the respective signals are converted into analog signals through a digital-to-analog converter (DAC), frequency-converted into RF signals after passing through a radio unit Trx, Amplified and output to the antenna through a duplexer.

또한, 상기 이중대역 전력증폭기(PA)의 출력신호는 커플링되어 무선부(Trx)를 통과하며 IF신호로 주파수 변환되고, 아날로그-디지털 변환부(ADC)를 통과하여 디지털화되고, 다시 하나의 신호로 머지된 후, 동시 이중대역 디지털 전치왜곡부(Concurrent Dual band DPD)로 인가되어 비선형성분 보상 연산처리에 사용된다.Also, the output signal of the dual-band power amplifier PA is coupled, passed through the radio unit Trx, frequency-converted into an IF signal, passed through an analog-to-digital converter (ADC) And then applied to a concurrent dual band digital predistortion unit (DPD) to be used for nonlinear component compensation calculation processing.

여기서 두 대역의 신호를 하나의 디지털-아날로그 변환부(DAC) 혹은 하나의 아날로그-디지털 변환부(ADC)를 사용하여 처리하려면 두 대역을 모두 포함하는 광대역 신호를 하나의 디지털-아날로그 변환부(DAC)와 아날로그-디지털 변환부(ADC)로 처리해야 한다. In order to process signals of two bands using one digital-analog converter (DAC) or one analog-digital converter (ADC), a wideband signal including both bands is converted into a digital- ) And an analog-to-digital converter (ADC).

특히, 아날로그-디지털 변환부(ADC)의 경우에는 입력신호의 비선형 왜곡성분 대역폭의 2배에 해당하는 샘플링 레이트(Sampling rate)가 요구된다. 이는 일반적으로 복소 변조된 신호 대역폭의 5배의 다시 2배에 해당하므로 매우 높은 샘플링 레이트가 요구됨을 의미한다. In particular, in the case of an analog-to-digital converter (ADC), a sampling rate corresponding to twice the nonlinear distortion component bandwidth of the input signal is required. This generally corresponds to twice the bandwidth of the complex modulated signal 5 times, which means that a very high sampling rate is required.

이러한 샘플링 레이트에 의한 제한사항으로 인해 기존의 디지털 전치왜곡 구조에 하나의 디지털-아날로그 변환부(DAC) 및 하나의 아날로그-디지털 변환부(ADC)로 이중대역 디지털 전치왜곡 장치를 구현하는 것에 제약이 따르게 된다. 높은 샘플링 레이트를 가지는 디지털-아날로그 변환부(DAC) 혹은 아날로그-디지털 변환부(ADC)는 해상력이 낮고 전력소모가 심하며 가격이 비싸다. Due to such a limitation due to the sampling rate, there is a limitation in implementing a dual-band digital predistorter with one digital-analog converter (DAC) and one analog-digital converter (ADC) in a conventional digital predistortion structure . Digital-to-analog converters (DACs) or analog-to-digital converters (ADCs) with high sampling rates are low resolution, power consuming and expensive.

따라서 본 발명에 따른 전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 각각 두 개의 디지털-아날로그 변환부(DAC)와 아날로그-디지털 변환부(ADC)를 사용하여 각 대역의 신호를 처리한다.Therefore, in the simultaneous dual-band digital predistorter for a power amplifier according to the present invention, as shown in FIG. 2, two digital-to-analog converters (DAC) and analog- Signal.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명에 따른 동시 이중대역 디지털 전치왜곡(DPD) 장치를 적용한 후 측정한 특성 그래프로서, 도 4a는 1800Mhz에서 2100Mhz 까지의 광대역에서 측정한 그래프이고, 도 4b 및 도 4c는 각각 1800Mhz와 2100Mhz에서 줌(Zoom) 측정한 그래프이다. FIGS. 4A to 4C are characteristic graphs measured after applying the simultaneous dual band digital predistortion (DPD) apparatus according to the present invention. FIG. 4A is a graph measured in a wide band from 1800 MHz to 2100 MHz, Zoom measurement at 1800Mhz and 2100Mhz, respectively.

도 4a 내지 도 4c를 참조하면, 파란색은 전치보상 실시 전의 Amplifier의 비선형 성분을 포함한 스펙트럼이고, 노란색은 전치보상 후 비선형 성분을 제거한 스펙트럼을 나타낸다. 도시된 바와 같이, 본 발명은 다중대역과 다중표준이 출현함에 따른 이중대역 전력증폭기를 지원하기 위한 전치보상 장치로 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치를 사용함으로써 두 개의 전치보상 블록을 사용하는 것보다 자원과 비용을 줄이면서 원하는 목적을 달성할 수 있다.4A to 4C, blue is a spectrum including a nonlinear component of the amplifier before the predistortion is performed, and yellow is a spectrum after removing the nonlinear component after the predistortion. As shown, the present invention is a predistortion device for supporting dual-band power amplifiers due to the emergence of multi-band and multi-standard. By using a simultaneous dual-band digital predistorter, And the desired goal can be achieved while reducing the cost.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치는 도 2와 같은 구조를 가짐으로써 도 4a 내지 도 4c와 같이, 이중대역 전력증폭기의 두 주파수 대역 신호를 하나의 동시 이중대역 디지털 전치왜곡부(Concurrent Dual band DPD)로 전치보상 할 수 있으며, 이에 따라 기존 방식과 대비할 때 가격절감 효과 또한 기대할 수 있다.As described above, the simultaneous dual-band digital predistorter for a power amplifier according to the present invention has a structure as shown in FIG. 2, so that two frequency band signals of a dual- Band digital predistortion (Concurrent Dual band DPD), which can be expected to be cost-effective when compared with the conventional method.

또한, 본 발명에 따른 전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치에서는 한 개의 룩업 테이블(Lookup table)만을 사용한다. 본 발명에서 한 개의 룩업 테이블만을 사용하는 이유는 두 대역의 특성이 서로 독립적이지 않고, 의존적인 특성을 가지고 있기 때문에 한 개의 룩업 테이블을 사용하는 것이 유리하다.Further, in the simultaneous dual-band digital predistorter for a power amplifier according to the present invention, only one lookup table is used. The reason why only one look-up table is used in the present invention is that it is advantageous to use one look-up table because the characteristics of the two bands are independent of each other and have dependency characteristics.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구의 범위뿐 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해서 정해져야 한다.While the invention has been shown and described with reference to certain preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited by the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.

Claims (8)

디지털 전치왜곡 방식 이중대역 전력증폭기의 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 방법에 있어서,
프레임부로부터 입력되는 이중대역의 신호를 하나로 머지(merge)하는 과정;
상기 머지된 입력신호를 파고율저감부(CFR) 및 디지털 전치왜곡부(DPD)를 통과시키는 과정;
상기 통과된 신호를 필터(Filter)를 거쳐 다시 각각의 신호로 디머지(demerge)하는 과정;
상기 디머지된 신호를 디지털-아날로그 변환부(DAC)에서 아날로그 신호로 변환하고, 무선부를 통해 주파수 변환(IF-to-RF)하는 과정;
상기 주파수 변환된 신호를 이중대역 전력증폭기에 인가하여 증폭하는 과정;
상기 이중대역 전력증폭기에서 출력된 신호를 커플링(coupling)하여 주파수 변환(RF-to-IF)하고, 아날로그-디지털 변환부(ADC)에서 디지털 신호로 변환하는 과정;
상기 아날로그-디지털 변환부(ADC)를 거친 두 신호를 지연 및 이득조절을 통해 경로 간 정렬시키는 과정;
상기 경로 간 정렬된 두 신호를 하나의 신호로 머지하는 과정; 및
상기 머지된 신호를 상기 디지털 전치왜곡부(DPD)에 인가하여 상기 이중대역 전력증폭기의 증폭과정에서 생성된 비선형성분을 보상하는 과정;
을 포함하여 이루어지는 전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 방법.
CLAIMS 1. A method for simultaneous dual band digital predistortion of a digital predistortion type dual band power amplifier,
A process of merging the dual band signals input from the frame unit into one;
Passing the merged input signal through a crest factor reduction unit (CFR) and a digital predistortion unit (DPD);
Demerging the passed signal through a filter and re-demodulating the received signal into respective signals;
Converting the demodulated signal into an analog signal from a digital-analog converter (DAC) and performing frequency conversion (IF-to-RF) through a radio unit;
A step of amplifying the frequency-converted signal by applying the frequency-converted signal to a dual-band power amplifier;
Converting a signal output from the dual-band power amplifier to RF-to-IF and converting the digital signal to an analog-to-digital converter;
A step of aligning the two signals through the analog-to-digital converter (ADC) through paths by delay and gain adjustment;
Merging the two signals arranged in the path into one signal; And
Applying the merged signal to the digital predistortion unit (DPD) to compensate for the non-linear component generated in the amplification process of the dual-band power amplifier;
Band digital predistortion method for a power amplifier.
제 1항에 있어서, 상기 무선부는,
믹서(Mixer) 및 모듈레이터(Modulator) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 방법.
The wireless communication system according to claim 1,
Wherein the digital predistorter is one of a mixer and a modulator.
삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 디지털-아날로그변환 및 아날로그-디지털 변환 과정은 주파수 대역별로 각각 수행되는 것을 특징으로 하는 전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 방법.
The method of claim 1, wherein the digital-to-analog conversion and the analog-to-digital conversion are performed for each frequency band.
디지털 전치왜곡 방식 이중대역 전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치에 있어서,
프레임부로부터 입력되는 이중대역의 신호를 하나의 신호로 머지(merge)하는 제1머지부;
상기 이중대역 전력증폭기의 비선형성분을 보상하기 위한 동시 이중대역 디지털 전치왜곡부;
상기 전치왜곡부를 통과한 신호를 각각의 신호로 디머지(demerge)하는 제1믹서(Mixer) 및 필터(Filter);
상기 디머지된 신호를 아날로그 신호로 변환하기 위한 디지털-아날로그변환부(DAC);
변환된 아날로그 신호를 무선주파수(RF) 신호로 변경하기 위한 무선부;
상기 RF신호를 입력받아 증폭하는 이중대역 전력증폭기;
상기 이중대역 전력증폭기의 출력신호를 모니터링하는 커플러(Coupler);
상기 커플러에서 커플링된 신호를 중간주파수(IF) 신호로 변경하는 제2믹서(Mixer);
상기 IF신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부(ADC);
상기 아날로그-디지털 변환부(ADC)를 거친 두 신호를 지연 및 이득조절을 통해 경로 간 정렬시킨 후 하나의 신호로 머지하는 제2머지부;
를 포함하는 전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치.
A digital predistortion type dual band digital power predistorter for a dual band power amplifier,
A first merge unit for merging the dual band signals input from the frame unit into one signal;
A simultaneous dual band digital predistorter for compensating for nonlinear components of the dual band power amplifier;
A first mixer and a filter that demerge a signal having passed through the predistortion unit into respective signals;
A digital-analog converter (DAC) for converting the demodulated signal into an analog signal;
A radio unit for converting the converted analog signal into a radio frequency (RF) signal;
A dual band power amplifier receiving and amplifying the RF signal;
A coupler for monitoring an output signal of the dual band power amplifier;
A second mixer for converting the coupled signal in the coupler into an intermediate frequency (IF) signal;
An analog-to-digital converter (ADC) for converting the IF signal into a digital signal;
A second merge unit for aligning the two signals through the analog-to-digital converter (ADC) through paths by delay and gain adjustment, and merging the signals into one signal;
Band digital predistortion device for a power amplifier.
제 5항에 있어서, 상기 무선부는,
믹서(Mixer) 및 모듈레이터(Modulator) 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치.
6. The wireless communication system according to claim 5,
Wherein the digital predistorter is one of a mixer and a modulator.
삭제delete 제 5항에 있어서, 상기 디지털-아날로그변환부(DAC) 및 아날로그-디지털 변환부(ADC)는 주파수 대역별로 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 전력증폭기용 동시 이중대역 디지털 전치왜곡 장치.6. The dual-band digital predistorter for a power amplifier according to claim 5, wherein the digital-analog converter (DAC) and the analog-digital converter (ADC) are provided for respective frequency bands.
KR1020130027669A 2013-03-15 2013-03-15 Concurrent dual-band digital pre-distortion apparatus and method for power amplifier KR101436926B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130027669A KR101436926B1 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Concurrent dual-band digital pre-distortion apparatus and method for power amplifier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130027669A KR101436926B1 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Concurrent dual-band digital pre-distortion apparatus and method for power amplifier

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101436926B1 true KR101436926B1 (en) 2014-09-05

Family

ID=51759147

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130027669A KR101436926B1 (en) 2013-03-15 2013-03-15 Concurrent dual-band digital pre-distortion apparatus and method for power amplifier

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101436926B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020021764A1 (en) * 1998-12-24 2002-02-21 Harri Posti Multi-frequency transmitter using predistortion and a method of transmitting
KR20100021866A (en) * 2008-08-18 2010-02-26 주식회사 캠프넷 Remote optic unit of digital repeater

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020021764A1 (en) * 1998-12-24 2002-02-21 Harri Posti Multi-frequency transmitter using predistortion and a method of transmitting
KR20100021866A (en) * 2008-08-18 2010-02-26 주식회사 캠프넷 Remote optic unit of digital repeater

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180323813A1 (en) High efficiency, remotely reconfigurable remote radio head unit system and method for wireless communications
US10256853B2 (en) System and method for increasing bandwidth for digital predistortion in multi-channel wideband communication systems
US10727896B2 (en) Tower top device and passive intermodulation cancellation method
EP2524568B1 (en) High efficiency, remotely reconfigurable remote radio head unit system and method for wireless communications
US8355682B2 (en) Radio transmitter and method for transmission of combined signal
WO2017186116A1 (en) Transmitter and signal processing method therefor
US9762268B2 (en) Wireless transceiver
US8779851B2 (en) Linearizing a power amplifier
US10063308B2 (en) Radio frequency transmitter
CN102870494B (en) For the high efficiency of radio communication, long-range reconfigurable remote radio-frequency heads cellular system and method
CA2821892A1 (en) Systems and methods for digital predistortion in a dual band transmitter
US9236891B2 (en) Radio communication transmitter apparatus and method
WO2008110396A1 (en) Predistortion with asymmetric usage of available bandwidth
CN109428610B (en) Feedback circuit unit, ROF wireless transmitter and method for eliminating nonlinear distortion
US8750210B2 (en) Wireless long term evolution radio architecture system and method
KR20070009229A (en) Apparatus and method for input matching in power amplifier using delta-sigma modulated signal
KR101436926B1 (en) Concurrent dual-band digital pre-distortion apparatus and method for power amplifier
US7439895B1 (en) Linear amplifier using digital feedforward
US9991994B1 (en) Method and terminal device for reducing image distortion
KR20050052556A (en) Multipath power amplifier using hybrid combiner
CN112054776B (en) Power amplification linearization method for mixing analog predistortion and in-band digital predistortion
WO2004077661A1 (en) Power amplifying device

Legal Events

Date Code Title Description
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: 20170719

Year of fee payment: 4