KR101470817B1 - Apparatus and method of predistortion of multiple nonlinear amplifiers with single feedback loop - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비선형 증폭기의 전치보상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 신호를 사용하여 각 비선형 증폭기에 대한 전치보상을 행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 입력 신호의 크기에 따른 증폭 특성이 비선형적인 복수의 비선형 증폭기, 복수의 출력 신호로부터 분기된 신호들을 병합하여 하나의 신호로 피드백하는 단일 피드백 회로, 상기 피드백된 하나의 신호로부터 상기 각 비선형 증폭기의 증폭 특성을 파악하고 그에 따르는 전치보상 특성을 산정한 후, 이를 바탕으로 각 입력 신호를 전치보상하여 출력하는 전치보상기를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치를 개시하며, 본 발명에 의하여 복수의 비선형 증폭기에 대하여 복수의 피드백 회로를 구성하여 각 증폭기의 비선형 특성을 전치보상하였던 종래 기술에 비하여, 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 이용하여 증폭기의 비선형 특성을 전치보상하는 장치로 구성함에 따라 주파수하향변환기(Down converter), 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Converter), 필터 등의 부품을 단수 만을 사용하여 시스템을 구현하게 됨으로써 하드웨어의 복잡도를 개선하고 그 구현 비용을 절감 할 수 있는 효과가 있다.
The present invention relates to a predistortion apparatus and method for a nonlinear amplifier, and more particularly, to an apparatus and method for predistorting each nonlinear amplifier using a single feedback signal for a plurality of nonlinear amplifiers.
The present invention relates to a nonlinear amplifier having a nonlinear amplification characteristic according to the magnitude of an input signal, a single feedback circuit for combining signals branched from a plurality of output signals and feeding back the combined signals into one signal, And a predistortion compensator for predicting amplification characteristics of the amplifier, estimating a predistortion characteristic according to the amplification characteristic, and predistorting each input signal based on the predistortion characteristic, and using a single feedback circuit for a plurality of nonlinear amplifiers And a plurality of nonlinear amplifiers are constituted by a plurality of feedback circuits to precompensate nonlinear characteristics of the respective amplifiers. According to the present invention, by using a single feedback circuit for a plurality of nonlinear amplifiers This is a device that compensates the nonlinear characteristics of the amplifier The system can be implemented using only a single number of components such as a frequency down converter, an analog-digital converter, and a filter, thereby improving the hardware complexity and reducing the implementation cost It is effective.

Description

복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치 및 방법 {Apparatus and method of predistortion of multiple nonlinear amplifiers with single feedback loop}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a predistortion of multiple nonlinear amplifiers with a single feedback loop using a single feedback circuit for a plurality of nonlinear amplifiers,

본 발명은 비선형 증폭기의 전치보상 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 신호를 사용하여 각 비선형 증폭기에 대한 전치보상을 행하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a predistortion apparatus and method for a nonlinear amplifier, and more particularly, to an apparatus and method for predistorting each nonlinear amplifier using a single feedback signal for a plurality of nonlinear amplifiers.

고주파(RF) 신호를 이용하는 이동통신 시스템에서 증폭기는 크게 저잡음 수신 증폭기(Low Noise Amplifier)와 고전력 송신 증폭기(High Power Amplifier)로 나눌 수 있다. 고전력 송신 증폭기의 경우에는 잡음 특성보다 효율이 문제되는데, 이에 따라 고전력 송신 증폭기는 고효율을 얻기 위하여 비선형 동작점에 근접하여 동작하는 경우가 많고, 이로 인하여 여러가지 문제점을 유발하게 된다. 예를 들어, 고전력 송신 증폭기의 대표적인 예라 할 수 있는 전력증폭기(Power Amplifer)를 살핀다면 혼변조왜곡(Inter-Modulation Distortion)에 의한 인접 채널 간섭, 신호의 성상도 왜곡에 따르는 EVM(Error Vector Magnitude) 등 송신 신호 품질의 저하 등의 문제가 유발될 수 있다. In a mobile communication system using a radio frequency (RF) signal, amplifiers can be roughly divided into a low noise amplifier and a high power amplifier. In the case of a high power transmission amplifier, the efficiency is more problematic than the noise characteristic. Therefore, the high power transmission amplifier often operates close to the nonlinear operating point in order to obtain high efficiency, which causes various problems. For example, if a power amplifier, which is a typical example of a high power transmission amplifier, is considered, adjacent channel interference due to intermodulation distortion, signal constellation, EVM (Error Vector Magnitude) And the like may be caused.

이러한 문제를 해결하기 위한 가장 간단한 방법으로 전력증폭기의 출력을 낮춰 선형 영역에서 동작하게 하는 방법을 들 수 있으나, 이는 전력증폭기의 효율을 크게 떨어뜨리게 되는 문제를 유발하게 된다. 특히 OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access) 신호나 CDMA(Code Division Multiple Access) 신호와 같이 신호의 첨두치 대비 평균 전력비가 높은 경우에는 더욱 전력증폭기의 효율이 낮아지게 된다. The simplest way to solve this problem is to reduce the output of the power amplifier to operate in a linear region. However, this causes a problem that the efficiency of the power amplifier is greatly reduced. In particular, when the average power ratio to the peak value of the signal is high, such as an OFDMA signal or a CDMA (Code Division Multiple Access) signal, the efficiency of the power amplifier is further lowered.

전력증폭기의 효율을 떨어뜨리지 않으면서 비선형성을 보상하기 위하여 디지털 전치보상(Digital Pre-Distortion) 방식이 이용되고 있는데, 디지털 전치보상 방식은 디지털 기저대역 단에서 전력증폭기의 비선형 증폭 특성 함수의 역함수에 해당하는 전치보상을 구현함으로써 전력증폭기를 선형화하는 기술이다. 디지털 전치보상에 대한 연구도 다양한 방식 및 구조에 대하여 수행되어 왔는데 그 중에서 전력증폭기 및 디지털 전치보상기를 다항식을 이용하여 모델링하고 구현하는 방식이 많이 사용되고 있다.The digital predistortion scheme is used to compensate for nonlinearity without degrading the efficiency of the power amplifier. The digital predistortion scheme is an inverse function of the nonlinear amplification characteristic function of the power amplifier at the digital baseband stage And linearizing the power amplifier by implementing the corresponding predistortion. A study on digital predistortion has been carried out on various schemes and structures. Among them, a method of modeling and implementing a power amplifier and a digital predistorter using a polynomial is widely used.

그런데 이동통신 환경의 발달에 따라 무선 통신 환경의 신호 감쇄, 간섭, 한정된 주파수 자원의 효율적 이용 등을 위하여 MIMO(Multiple Input Multiple Output) 등 복수의 채널을 사용하는 다양한 어플리케이션이 구현되고 있다. 이러한 경우 통상 각 채널마다 하나의 전력증폭기가 사용되고, 이 경우 각 채널의 신호들은 독립적이므로 각 전력증폭기마다 선형성을 개선하기 위한 별개의 피드백 회로를 구성하는 것이 일반적이다.However, various applications using multiple channels such as Multiple Input Multiple Output (MIMO) have been implemented for signal attenuation, interference, and efficient use of limited frequency resources in a wireless communication environment according to the development of a mobile communication environment. In this case, usually one power amplifier is used for each channel. In this case, since the signals of the respective channels are independent, it is common to configure a separate feedback circuit for improving the linearity for each power amplifier.

그러나 각 전력증폭기마다 별도의 피드백 회로를 구성하고 전치보상을 통해 그 선형성을 개선하기 위해서는 전력증폭기 숫자 만큼의 주파수하향변환기(Down Converter)와 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Converter), 필터 등이 요구되는 등 시스템 구현 비용이 크게 증가하고 하드웨어 구성이 복잡해 지는 문제가 발생한다. 이에 대하여 각 전력증폭기마다 별도의 피드백 회로를 구성하되, 그 피드백 회로의 구성 부품들을 하나의 모듈 또는 집적회로로 구현하여 시스템을 구성하는 선행 기술이 있으나, 이는 배선을 단순화 할 수는 있을지언정, 회로의 구성 내지 복잡도 혹은 비용의 측면에서 큰 차이가 있다고 단정하기 어렵다.However, in order to construct a separate feedback circuit for each power amplifier and improve its linearity through predistortion, a frequency down converter (Down Converter), an analog-to-digital converter The cost of system implementation is greatly increased and the hardware configuration becomes complicated. In contrast to this, there is a prior art in which a separate feedback circuit is configured for each power amplifier, and the components of the feedback circuit are implemented as one module or an integrated circuit to constitute a system. However, It is difficult to conclude that there is a large difference in terms of configuration, complexity, or cost of the system.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하여 복수의 비선형 증폭기의 증폭 특성 및 그에 따르는 각 전치보상 특성을 산출하고 이를 바탕으로 각 비선형 증폭기에 대한 전치보상을 실시하는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide a nonlinear amplifier which is capable of using a single feedback circuit to calculate amplification characteristics of a plurality of nonlinear amplifiers, And an apparatus and method for performing precompensation for each nonlinear amplifier.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 측면에 따른 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치는 입력 신호의 크기에 따른 증폭 특성이 비선형적인 복수의 비선형 증폭기; 복수의 신호를 분기하고 병합하여 하나의 신호로 피드백하는 단일 피드백 회로; 상기 피드백된 하나의 신호로부터 상기 각 비선형 증폭기의 증폭 특성을 파악하고 그에 따르는 전치보상 특성을 산정한 후, 이를 바탕으로 각 입력 신호를 전치보상하여 출력하는 전치보상기를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a predistortion apparatus using a single feedback circuit for a plurality of nonlinear amplifiers, including: a plurality of nonlinear amplifiers whose amplification characteristics are non-linear according to the magnitude of an input signal; A single feedback circuit for branching and merging a plurality of signals and feeding back the signals as one signal; And a precompensator for predicting amplification characteristics of the nonlinear amplifiers from the feedback signal, estimating a predistortion characteristic according to the amplification characteristics, and predistorting each input signal based on the predistortion characteristic.

여기서, 상기 단일 피드백 회로는 신호로부터 그 일부를 분기해 주는 신호 분배기와, 복수의 신호를 병합하여 하나의 신호로 만들어 주는 신호 병합기를 포함하여 구성될 수 있다.Here, the single feedback circuit may include a signal distributor for splitting a part of the signal from the signal, and a signal combiner for merging a plurality of signals into a single signal.

여기서, 상기 전치보상기는 상기 비선형 증폭기의 증폭 특성을 파악하고 그에 따르는 전치보상 특성을 산정하는 전치보상제어기와, 상기 전치보상제어기로부터 전치보상 특성을 전달받아 이를 바탕으로 입력 신호를 전치보상하여 신호를 출력하는 전치보상필터를 포함하여 구성될 수 있다.The precompensator includes a predistortion controller for determining an amplification characteristic of the nonlinear amplifier and calculating a predistortion characteristic according to the amplification characteristic, and a predistortion controller for predistorting an input signal based on the predistortion characteristic received from the predistortion controller, And a predistortion filter for outputting the predistortion filter.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 방법은 복수의 비선형 증폭기의 출력 신호 또는 그로부터 유발된 신호를 병합하여 하나의 신호로 피드백하는 (a) 단계; 상기 하나의 피드백 신호를 바탕으로 상기 각 비선형 증폭기의 증폭 특성을 파악하고 그에 따르는 전치보상 특성을 산정하는 (b) 단계; 및 상기 전치보상 특성을 바탕으로 상기 각 비선형 증폭기의 입력 신호에 대하여 전치보상을 실시하는 (c) 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a predistortion method using a single feedback circuit for a plurality of nonlinear amplifiers, comprising: (a) combining output signals of a plurality of nonlinear amplifiers or signals derived therefrom and feeding back the combined signals to one signal; Calculating amplification characteristics of each of the nonlinear amplifiers based on the one feedback signal and calculating a predistortion characteristic according to the amplification characteristics; And (c) performing predistortion on an input signal of each of the nonlinear amplifiers based on the predistortion characteristic.

여기서, 상기 (b) 단계에서 상기 각 비선형 증폭기의 증폭 특성을 파악하거나 상기 각 전치보상 특성을 산정함에 있어, 상기 비선형 증폭기의 증폭 특성 또는 상기 전치보상 특성을 일련의 차수를 가지는 다항식의 합으로 근사하여 산정하는 다항식 모델을 사용할 수 있다.In the calculating of the amplification characteristics of the nonlinear amplifiers in the step (b) or the calculation of the respective precompensation characteristics, the amplification characteristic or the predistortion characteristic of the nonlinear amplifier is approximated by a sum of polynomials having a series of degrees A polynomial model can be used.

여기서, 상기 (b) 단계에서 상기 각 비선형 증폭기의 증폭 특성을 파악하거나 상기 각 전치보상 특성을 산정함에 있어, 계산이 반복됨에 따라 그 계산 결과치가 최적치에 수렴하게 되는 적응형 알고리즘을 사용할 수 있다.In the step (b), an adaptive algorithm may be used to grasp the amplification characteristics of the nonlinear amplifiers or to calculate the respective precompensation characteristics by converging the calculation results to the optimal values as the calculation is repeated.

본 발명에 따르면, 복수의 비선형 증폭기에 대하여 복수의 피드백 회로를 구성하여 각 증폭기의 비선형 특성을 전치보상하였던 종래 기술에 비하여, 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 이용하여 증폭기의 비선형 특성을 전치보상하는 장치로 구성함에 따라 주파수하향변환기(Down converter), 아날로그-디지털 변환기(Analog-Digital Converter), 필터 등의 부품을 단수 만을 사용하여 시스템을 구현하게 됨으로써 하드웨어의 복잡도를 개선하고 그 구현 비용을 절감 할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, compared to the prior art in which a plurality of feedback circuits are constituted for a plurality of nonlinear amplifiers and the nonlinear characteristics of the amplifiers are predistorted, a nonlinear characteristic of the amplifier is inverted by using a single feedback circuit for a plurality of nonlinear amplifiers The system is implemented using only a single number of components such as a frequency down converter, an analog-digital converter, and a filter, thereby improving the hardware complexity and reducing the implementation cost There is an effect that can be saved.

본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치의 구조.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 비선형 증폭기에 대한 전치보상 특성의 산정 순서도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 검증 시뮬레이션 모델 블록도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 검증 시뮬레이션 결과 전치보상 비용 함수의 수렴 곡선 그래프.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력증폭기의 스펙트럼 성능 비교 그래프.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.
FIG. 1 illustrates a structure of a predistorter using a single feedback circuit for a plurality of nonlinear amplifiers according to an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2 is a flowchart for calculating predistortion characteristics for a plurality of nonlinear amplifiers according to an embodiment of the present invention; FIG.
3 is a block diagram of a verification simulation model in accordance with an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a convergence curve of a precompensation cost function as a result of verification simulation according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph of spectrum performance comparison of a power amplifier according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.The terms first, second, etc. may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms, and the terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another Is used.

본 발명은 종래 기술이 복수의 비선형 증폭기에 대하여 복수의 피드백 회로에 기반하여 증폭기 단위의 개별적인 전치보상만을 구현하고 있다는 점에 착안하여, 복수의 비선형 증폭기의 출력 신호를 병합하여 하나의 신호로 피드백하고 이로부터 각 비선형 증폭기의 증폭 특성을 파악하여 이에 따르는 각 비선형 증폭기의 전치보상 특성을 산정하고 이를 바탕으로 전치보상을 실시함으로써 단일 피드백 회로를 사용하여 복수의 비선형 증폭기에 대한 전치보상을 구현하는 것을 특징으로 하는 것이다.In view of the fact that the prior art realizes only individual predistortion of amplifier units based on a plurality of feedback circuits for a plurality of nonlinear amplifiers, the output signals of a plurality of nonlinear amplifiers are merged and fed back as one signal From this, it is possible to understand the amplification characteristics of each nonlinear amplifier, calculate the precompensation characteristics of each nonlinear amplifier, and perform precompensation based on it, thereby realizing precompensation for a plurality of nonlinear amplifiers using a single feedback circuit .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치(100)의 구조를 도시하고 있다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치(100)는 전치보상기(110)(Predistorter), 복수의 비선형 증폭기(120)(Non-linear Amplifier), 복수의 신호 분배기(130), 하나 이상의 신호 병합기(140), 복수의 안테나(150), 복수의 주파수상향변환기(160)(Up Converter), 주파수하향변환기(170)(Down Converter), 국부발진기(180)(Local Oscillator)를 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. 또한 이는 하나의 실시예에 불과한 것으로서 상기한 모듈이외에도 필터, 신호 지연기, AD/DA 변환기(Analog/Digital) 등이 추가될 수 있고, 또한 안테나(150) 등 상기한 모듈 중 일부가 제외될 수도 있다.1 shows the structure of a predistortion apparatus 100 using a single feedback circuit for a plurality of nonlinear amplifiers according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a predistorter 100 using a single feedback circuit for a plurality of nonlinear amplifiers according to an embodiment of the present invention includes a predistorter 110, a plurality of nonlinear amplifiers 120 A non-linear amplifier, a plurality of signal distributors 130, one or more signal converters 140, a plurality of antennas 150, a plurality of frequency up converters 160, a frequency down converter 170, A down converter, and a local oscillator 180. [0033] FIG. In addition to the above-described module, a filter, a signal delay, an AD / DA converter (Analog / Digital), and the like may be added. have.

전치보상기(110)는 피드백된 하나의 신호로부터 복수의 비선형 증폭기(120)의 증폭 특성을 파악하고 그에 따르는 각 전치보상 특성을 산정한 후, 이를 바탕으로 각 입력 신호를 전치보상하여 출력하게 된다. 여기서 비선형 증폭기(120)의 증폭 특성이라 함은 비선형 증폭기(120)의 입력 신호 크기에 대한 출력 신호 크기의 비선형 특성을 말하며, 또한 전치보상 특성이라 함은 상기 비선형 증폭기(120)의 증폭 특성을 개선하기 위하여 요구되는 전치보상기(110)의 입력 신호 대비 출력 신호의 왜곡(distortion) 특성을 말한다.The predistortion unit 110 obtains amplification characteristics of a plurality of nonlinear amplifiers 120 from a single feedback signal, estimates each precompensation characteristic according to the amplification characteristics, and then precompensates and outputs each input signal based thereon. Here, the amplification characteristic of the nonlinear amplifier 120 refers to the nonlinear characteristic of the output signal magnitude with respect to the magnitude of the input signal of the nonlinear amplifier 120, and the precompensation characteristic refers to a characteristic of improving the amplification characteristic of the nonlinear amplifier 120 Distortion characteristic of the output signal with respect to the input signal of the predistorter 110 required to compensate the distortion of the output signal.

또한 전치보상기(110)는 비선형 증폭기(120)의 증폭 특성을 파악하고 그에 따르는 전치보상 특성을 산정하는 전치보상제어기(114)와, 상기 전치보상제어기(114)로부터 전치보상 특성을 전달받아 이를 바탕으로 입력 신호를 전치보상하여 출력하는 전치보상필터(112)를 포함하여 구성될 수도 있다. 전치보상기(110)로부터 출력된 신호는 주파수상향변환기(160)에 인가된다.The precompensator 110 further includes a predistortion controller 114 for grasping the amplification characteristics of the nonlinear amplifier 120 and calculating a predistortion characteristic according to the amplification characteristic and a precompensation controller 114 for receiving the predistortion characteristic from the predistortion controller 114, And a predistortion filter 112 for predistorting the input signal and outputting it. The signal output from the predistorter 110 is applied to a frequency up-converter 160.

주파수상향변환기(160)는 기저대역 신호를 무선통신 용도로 할당된 고주파 대역으로 변환시킨다. 주파수상향변환기(160)로서 믹서(Mixer) 등이 사용될 수 있는데, 믹서는 주파수변환을 위해서 국부 발진기(180)로부터 생성된 국부 발진 신호를 상기 기저대역 신호와 혼합(Mixing)하여 원하는 주파수의 신호로 변환하게 된다. 국부 발진기(180)는 기준 클럭(Reference Clock)을 이용하는 위상동기루프(Phase Locked Loop) 등을 사용하여 구성하는 것이 가능하다. 고주파 변환된 신호는 비선형 증폭기(120)에 인가된다.The frequency up converter 160 converts the baseband signal into a high frequency band allocated for wireless communication. A mixer or the like may be used as the frequency up converter 160. The mixer mixes the local oscillation signal generated from the local oscillator 180 with the baseband signal for frequency conversion, . The local oscillator 180 may be configured using a phase locked loop using a reference clock. The high-frequency converted signal is applied to the non-linear amplifier 120.

비선형 증폭기(120)는 입력된 신호를 증폭하여 안테나(150)를 통하여 방사한다. 비선형 증폭기(120)의 대표적인 예로서 전력증폭기(120)(Power Amplifier)를 들 수 있는데, 전력증폭기(120)는 고효율을 얻기 위하여 비선형 동작점에 근접하여 동작함이 일반적이므로, 비선형 증폭 특성에 의한 혼변조 왜곡(Inter-Modulation Distortion) 등이 문제가 될 수 있고, 이를 해결하기 위하여 전치보상(Predistortion) 등의 방법을 통하여 전력증폭기(120)의 선형성을 개선하게 된다.The nonlinear amplifier 120 amplifies the input signal and emits the amplified signal through the antenna 150. A typical example of the nonlinear amplifier 120 is a power amplifier 120. Since the power amplifier 120 is generally operated close to a nonlinear operating point in order to obtain high efficiency, Intermodulation distortion may be a problem. In order to solve this problem, the linearity of the power amplifier 120 is improved through predistortion or the like.

신호 분배기(130)는 비선형 증폭기(120)에 의하여 증폭되어 출력된 신호 중 일부를 분기하여 주는 역할을 한다. 이렇게 분기된 신호는 피드백 회로 등을 통하여 비선형 증폭기(120)의 선형성을 개선하는 등의 용도로 사용될 수 있다. 신호 분배기(130)는 특정한 방향으로 흐르는 고주파 신호의 일부를 분기해 주는 방향성 결합기(Directional Coupler) 등을 사용하여 구성될 수 있다.The signal distributor 130 divides a part of the signal amplified and output by the nonlinear amplifier 120. The branched signal can be used for improving the linearity of the nonlinear amplifier 120 through a feedback circuit or the like. The signal distributor 130 may be configured using a directional coupler or the like for branching a part of a high-frequency signal flowing in a specific direction.

신호 결합기(140)는 신호 분배기(130)에 의하여 분기된 복수의 신호들을 병합하여 하나의 신호로 만들어 주는 역할을 한다. 이를 통하여 복수의 전력증폭기(120)의 출력 신호를 단일의 피드백 회로를 사용하여 피드백할 수 있게 된다. 상기 신호 병합기(140)는 복수개의 고주파 입력 신호를 합산하여 출력해 주는 콤바이너(N-way Combiner) 등으로 구성될 수 있다.The signal combiner 140 combines a plurality of signals branched by the signal distributor 130 into a single signal. So that the output signals of the plurality of power amplifiers 120 can be fed back using a single feedback circuit. The signal combiner 140 may include an N-way combiner for summing and outputting a plurality of high frequency input signals.

주파수하향변환기(170)는 고주파 대역의 신호를 기저대역 신호로 변환시켜주는 역할을 한다. 주파수상향변환기(160)의 경우와 동일하게 믹서(Mixer)를 사용하여 구성할 수 있고, 국부 발진기(180)로부터 국부 발진 신호를 받아 고주파 대역 신호와 혼합(Mixing)함으로써 원하는 주파수의 신호로 변환하게 된다. 주파수하향변환기(170)를 거친 기저대역 신호는 다시 전치보상기(110)에 인가된다.The frequency down converter 170 converts the high frequency band signal into the baseband signal. Frequency up converter 160. The local oscillator 180 receives the local oscillation signal from the local oscillator 180 and mixes the local oscillation signal with a high frequency band signal to convert the signal into a desired frequency signal do. The baseband signal passed through the frequency down converter 170 is again applied to the precompensator 110.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따르는 복수의 비선형 증폭기(120)에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a predistortion method using a single feedback circuit for a plurality of nonlinear amplifiers 120 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 전력증폭기(120)에 대한 전치보상 특성의 산정 순서도를 예시하고 있다. 또한 도 3은 각각 (a) 종래기술에 따라 복수의 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치 (b) 본 발명의 일 실시예에 따르는 단일의 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치 (c) 본 발명의 일 실시예에 따르는 단일의 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치의 단순화 모델의 각 블록도를 도시하고 있다. 도 3(c)는 본 발명의 요지를 명확하게 설명하고 검증하기 위한 단순화 모델의 블록도로서, 이동통신 시스템에서 일반적으로 구비되는 주파수상향변환기(160)과 주파수하향변환기(170)를 제외하여 모델링되었다. 그러나 상기 주파수상향변환기(160)과 주파수하향변환기(170)가 일반적인 비선형 증폭 회로에 당연히 포함되는 것이 아닐 뿐더러, 이동통신 시스템의 경우에도 상기 주파수상향변환기(160)과 주파수하향변환기(170)는 단지 신호의 주파수 대역만을 변환시키는데 불과하고, 증폭기의 선형성은 주파수에 따른 특성이 문제된다기 보다는 입력 신호의 크기에 대한 출력 신호의 선형성이 문제가 되는 것이므로, 이와 같은 단순화 모델로서 살핀다 하더라도 본 발명의 요지를 파악하고 이를 검증하며, 다시 이를 적용함에 있어서 문제가 없을 뿐만 아니라 오히려 그 요지를 쉽게 이해하는데 도움이 되므로, 이하 도 3(c)의 단순화 모델을 사용하여 본 발명의 실시예를 설명한다.FIG. 2 illustrates a calculation flowchart of predistortion characteristics for a plurality of power amplifiers 120 according to an embodiment of the present invention. (B) a predistorter (c) using a single feedback circuit according to an embodiment of the present invention; and (c) a predistorter using a single feedback circuit according to an embodiment of the present invention. Figure 2 shows a block diagram of a simplified model of a predistortion device using a single feedback circuit according to an embodiment. 3C is a block diagram of a simplified model for clearly explaining and verifying the gist of the present invention. The frequency up-converter 160 and the frequency down-converter 170, which are generally included in a mobile communication system, . However, the frequency up-converter 160 and the frequency down-converter 170 are not necessarily included in a general non-linear amplifier circuit. In the case of a mobile communication system, the frequency up-converter 160 and the frequency down- The linearity of the output signal with respect to the magnitude of the input signal becomes a problem rather than the characteristic depending on the frequency. However, even if the amplifier is considered as a simplified model of the present invention, And thus it is not only a problem in applying it again, but also helps to understand the gist of the present invention. Therefore, an embodiment of the present invention will be described below using the simplified model of FIG. 3 (c).

도 3(c)에서 볼 수 있듯이, 복수의 입력 신호

Figure 112013026982386-pat00001
는 각 전치보상기(110)를 거쳐 복수의 전치보상 신호
Figure 112013026982386-pat00002
로 출력되고, 이는 다시 복수의 전력증폭기(120)에 인가되어 복수의 출력 신호
Figure 112013026982386-pat00003
로 출력되며, 각 출력 신호들은 신호 분배기(130)에 의하여 분기된 후 다시 신호 병합기(140)에 의하여 병합되어 하나의 피드백 신호
Figure 112013026982386-pat00004
로 전치보상기(110)로 인가되게 된다.As shown in FIG. 3 (c), a plurality of input signals
Figure 112013026982386-pat00001
The pre-compensator 110 generates a plurality of pre-
Figure 112013026982386-pat00002
Which is again applied to a plurality of power amplifiers 120 to produce a plurality of output signals < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013026982386-pat00003
And the output signals are branched by the signal distributor 130 and then merged by the signal combiner 140 to form a single feedback signal
Figure 112013026982386-pat00004
To the precompensator 110. The pre-

전력증폭기(120)의 증폭 특성은 다항식으로 모델링될 수 있는데, 각 전력 증폭기(120)의 증폭 특성을

Figure 112013026982386-pat00005
(i=1,2,...,M)이라고 할 때 상기 각 전력증폭기(120)의 출력 신호
Figure 112013026982386-pat00006
은 아래의 <수학식 1>과 같이 표현될 수 있다.The amplification characteristics of the power amplifier 120 can be modeled as polynomials, and the amplification characteristics of each power amplifier 120
Figure 112013026982386-pat00005
(i = 1, 2, ..., M), the output signal of each of the power amplifiers 120
Figure 112013026982386-pat00006
Can be expressed as Equation (1) below.

수학식 1 Equation 1

Figure 112013026982386-pat00007
Figure 112013026982386-pat00007

Figure 112013026982386-pat00008
Figure 112013026982386-pat00008

상기 <수학식 1>에서 전력증폭기(120)의 증폭 특성 다항식의 최대 다항식 차수는 2L-1이 되고, 상기

Figure 112013026982386-pat00009
Figure 112013026982386-pat00010
은 크기가 L x 1인 벡터가 된다. 이때
Figure 112013026982386-pat00011
이고, 이때
Figure 112013026982386-pat00012
은 m번째 전력증폭기(120)의 증폭 특성 계수를 나타내며
Figure 112013026982386-pat00013
이 된다. In Equation (1), the maximum polynomial degree of the amplification characteristic polynomial of the power amplifier 120 is 2L-1,
Figure 112013026982386-pat00009
and
Figure 112013026982386-pat00010
Is a vector of size L x 1. At this time
Figure 112013026982386-pat00011
Lt; / RTI &gt;
Figure 112013026982386-pat00012
Represents an amplification characteristic coefficient of the m-th power amplifier 120
Figure 112013026982386-pat00013
.

덧붙여, 상기 <수학식 1>에서는 메모리 효과를 가지지 않는 경우를 살피고 있으나, 이는 메모리 다항식을 사용하여 쉽게 대응될 수 있다.In addition, although the case of not having the memory effect in Equation (1) is considered, it can be easily coped with using the memory polynomial.

상기 <수학식 1>에서 알 수 있듯이, 전력증폭기(120)는 비선형 증폭 특성을 가지기 때문에 전치보상 특성을 구하기 위하여 그 역함수를 구하는 것이 어렵고 이에 따라 역함수 역시 다항식으로 근사하여 구하게 된다. 이 경우 전력증폭기(120)의 역함수는 아래 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.As can be seen from Equation (1), since the power amplifier 120 has a nonlinear amplification characteristic, it is difficult to obtain the inverse function in order to obtain the predistortion characteristic, and the inverse function is also approximated by a polynomial. In this case, the inverse function of the power amplifier 120 can be expressed as Equation (2) below.

수학식 2Equation 2

Figure 112013026982386-pat00014
Figure 112013026982386-pat00014

Figure 112013026982386-pat00015
Figure 112013026982386-pat00015

이때 상기 전력증폭기(120)의 역함수, 즉 전치보상 특성 다항식의 최대 차수는 2Q-1이 되고,

Figure 112013026982386-pat00016
Figure 112013026982386-pat00017
은 크기가 Q x 1인 벡터가 된다. 이때
Figure 112013026982386-pat00018
은 m번째 전치보상 특성 다항식의 계수를 나타내는데
Figure 112013026982386-pat00019
을 만족해야 한다. 상기 <수학식 2>에서
Figure 112013026982386-pat00020
이며
Figure 112013026982386-pat00021
가 된다.In this case, the inverse function of the power amplifier 120, that is, the maximum degree of the predistortion characteristic polynomial becomes 2Q-1,
Figure 112013026982386-pat00016
and
Figure 112013026982386-pat00017
Is a vector of size Q x 1. At this time
Figure 112013026982386-pat00018
Represents the coefficient of the m-th predistortion compensation polynomial
Figure 112013026982386-pat00019
. In Equation (2)
Figure 112013026982386-pat00020
And
Figure 112013026982386-pat00021
.

아래에서는 앞서 살핀 비선형 증폭기(120) 및 전치보상기(110)의 다항식 모델을 기반으로 본 발명의 일 실시예에 따르는 복수의 비선형 증폭기(120)에 대한 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 방법을 그 단계별로 살핀다. 먼저 전치보상 방법이 시작(S210)되면, 각 비선형 증폭기(120)의 출력 신호의 일부를 분기하는 단계(S220)를 거친다. 여기서는 출력 신호의 1/ K 0 크기의 신호가 분기되는 것으로 본다. 이어서 다시 분기된 출력 신호를 병합하여 하나의 피드백 신호로 만들게 되는데(S230), 이러한 과정을 거쳐 상기 하나의 피드백 신호(a(n))는 아래의 <수학식 3>과 같은 값을 가지게 된다.In the following, a predistortion method using a single feedback circuit for a plurality of nonlinear amplifiers 120 according to an embodiment of the present invention, based on the polynomial model of the nonlinear amplifier 120 and the predistorter 110, . First, when the predistortion method starts (S210), a step S220 of branching a part of the output signal of each nonlinear amplifier 120 is performed. In this case, it is assumed that a signal having a magnitude of 1 / K 0 of the output signal is branched. The feedback signal a (n) has the same value as in Equation (3) below through the process of merging the output signals branched again to produce a single feedback signal (S230).

수학식 3Equation 3

Figure 112013026982386-pat00022
Figure 112013026982386-pat00022

이어서 상기 피드백 신호를 바탕으로 각 전력증폭기(120)의 증폭 특성을 파악하는 단계(S240)를 거치게 된다. 상기 피드백 신호(a(n))는 전치보상기(110)에 인가되어 그 실측치를 알 수 있으므로 이를 이용하여 전력증폭기(120)의 증폭 특성을 구하게 되는데, 전력증폭기(120) 증폭 특성을 다항식 모델로 근사하여 아래 <수학식 4>에 이용하여 피드백 신호의 추정치(

Figure 112013026982386-pat00023
)를 계산한 후, 상기 실측치와 비교하여 그 차이를 최소화하는 증폭 특성 다항식 계수의 추정치
Figure 112013026982386-pat00024
를 구하고, 이로부터 전력증폭기(120)의 증폭 특성에 가장 근접하는 다항식을 얻게 된다.Then, the amplification characteristics of each power amplifier 120 are grasped based on the feedback signal (S240). Since the feedback signal a (n) is applied to the predistorter 110 and its measured value can be known, the amplification characteristic of the power amplifier 120 is obtained by using the feedback signal a (n) . The amplification characteristic of the power amplifier 120 is expressed as a polynomial model The estimated value of the feedback signal (Equation (4)) < RTI ID = 0.0 >
Figure 112013026982386-pat00023
), And then calculates an estimated value of the amplification characteristic polynomial coefficient that minimizes the difference with the measured value
Figure 112013026982386-pat00024
And the polynomial closest to the amplification characteristic of the power amplifier 120 is obtained from this.

수학식 4Equation 4

Figure 112013026982386-pat00025
Figure 112013026982386-pat00025

상기 <수학식 4>에서

Figure 112013026982386-pat00026
이며
Figure 112013026982386-pat00027
이고
Figure 112013026982386-pat00028
는 전력증폭기(120)의 이득을 나타낸다. 따라서 본 발명의 실시를 위해서는 전력증폭기(120)의 이득을 미리 알고 있거나 추정할 수 있어야 한다. 상기
Figure 112013026982386-pat00029
는 M개의 전력증폭기(120) 다항식 모델의 계수의 추정치(
Figure 112013026982386-pat00030
)를 모두 연결하여 만든 벡터이며 크기는 ML x 1 이다. 마찬가지로
Figure 112013026982386-pat00031
도 M개의 전치보상기(110) 출력 신호(
Figure 112013026982386-pat00032
)를 연결하여 만든 벡터이며 크기도 ML x 1 이다. 즉, 전력증폭기(120)를 하나만 사용하는 경우에 비해 안테나 개수만큼 벡터의 크기가 커진다. <수학식 3>은 병합된 신호가 전력증폭기(120) 이득만큼 감쇄되어 피드백됨을 의미한다.In Equation (4)
Figure 112013026982386-pat00026
And
Figure 112013026982386-pat00027
ego
Figure 112013026982386-pat00028
Represents the gain of the power amplifier 120. Therefore, in order to implement the present invention, the gain of the power amplifier 120 must be known or estimated. remind
Figure 112013026982386-pat00029
Is an estimate of the coefficients of the M power amplifier 120 polynomial models (
Figure 112013026982386-pat00030
), And the size is ML x 1. Likewise
Figure 112013026982386-pat00031
The M pre-compensator 110 output signals (
Figure 112013026982386-pat00032
) And the size is ML x 1. That is, the size of the vector increases by the number of antennas as compared with the case where only one power amplifier 120 is used. Equation (3) means that the merged signal is attenuated by the gain of the power amplifier 120 and fed back.

<수학식 3>에서

Figure 112013026982386-pat00033
는 전치보상기(110)가 출력하는 값이므로 이미 알려진 값이므로, 이를 이용하여
Figure 112013026982386-pat00034
를 구함으로써 M개의 전력증폭기(120)의 모든 증폭 특성 다항식 모델의 계수를 알아낼 수 있고, 이는 전력증폭기(120)의 증폭 특성을 구할 수 있음을 의미한다. 이를 구하기 위하여 다음 <수학식 5>와 같은 비용함수(Error function)를 정의한다.In Equation (3)
Figure 112013026982386-pat00033
Is a known value since it is a value outputted by the predistorter 110,
Figure 112013026982386-pat00034
The coefficients of all the amplification characteristic polynomial models of the M power amplifiers 120 can be obtained, which means that the amplification characteristics of the power amplifier 120 can be obtained. In order to obtain this, an error function such as the following Equation (5) is defined.

수학식 5Equation 5

Figure 112013026982386-pat00035
Figure 112013026982386-pat00035

여기서 E[]는 평균을 의미하고

Figure 112013026982386-pat00036
을 나타낸다. <수학식 5>의 비용함수를 최소화하는
Figure 112013026982386-pat00037
를 찾기 위한 적응형 알고리즘은 하기 <수학식 6>과 같이 쓸 수 있다. 여기서 적응형 알고리즘이라 함은 계산이 반복됨에 따라 그 계산 결과치가 최적치에 수렴하게 되는 알고리즘으로서, 전력증폭기(120)의 증폭 특성은 시간이나 온도에 따라서 변하기 때문에 적응형 알고리즘을 사용하여 그 값을 구하고, 또한 지속적으로 갱신하여 주는 것이 바람직하다. Where E [] is the mean
Figure 112013026982386-pat00036
. Minimizing the cost function of Equation (5)
Figure 112013026982386-pat00037
An adaptive algorithm for searching for &quot; Equation 6 &quot; Here, the adaptive algorithm is an algorithm in which the calculation result is converged to an optimum value as the calculation is repeated. Since the amplification characteristic of the power amplifier 120 changes with time or temperature, the adaptive algorithm is used to obtain the value using an adaptive algorithm , And it is also desirable to continuously renew it.

수학식 6Equation 6

Figure 112013026982386-pat00038
Figure 112013026982386-pat00038

여기서 μ는 갱신 계단 크기를 결정하는 계수이고

Figure 112013026982386-pat00039
는 적응형 알고리즘의 각 계수별로 서로 다른 가중치를 주기 위한 대각행렬이다. 이 대각행렬을 통해 각 계수별로 서로 다른 가중치를 주는 이유는
Figure 112013026982386-pat00040
의 각 원소가 서로 다른 비선형 차수를 가지고 있어서 그 값의 크기가 원소별로 큰 편차를 보이기 때문이다. 이때 μ는 가능한 작은 값을 사용하는 것이 좋다. 전력증폭기(120)의 증폭 특성은 시간에 따라 빠르게 변하지 않기 때문에 천천히 수렴하더라도 추정 정확도를 높이는 것이 중요하기 때문이다.
Figure 112013026982386-pat00041
에 대한 대각행렬을 구하는 명확한 규칙은 없고 실험적으로 찾아야 한다. 적응형 알고리즘이 수렴한 후의 증폭 특성 다항식 계수의 추정치 값을
Figure 112013026982386-pat00042
라고 하면 이로부터 각 전력증폭기(120)의 증폭 특성을 얻을 수 있는데 이는 전력증폭기(120)의 증폭 특성 다항식 계수
Figure 112013026982386-pat00043
는 M개의 증폭 특성 다항식의 계수로 이루어져 있기 때문이다(
Figure 112013026982386-pat00044
). 즉
Figure 112013026982386-pat00045
에서 순서대로 L개씩 원소를 추출하면 이는 각 전력증폭기(120)의 증폭 특성 다항식의 계수가 된다. 따라서 각 전력증폭기(120)의 증폭 특성 다항식 계수
Figure 112013026982386-pat00046
을 각각 구분해서 추출할 수 있고, 결국 첫 번째 전력증폭기(120)의 증폭 특성을
Figure 112013026982386-pat00047
로부터 얻을 수 있고 같은 방법으로 M개의 전력증폭기(120)의 증폭 특성을 각각 구할 수 게 된다.Where μ is a coefficient that determines the update step size
Figure 112013026982386-pat00039
Is a diagonal matrix for giving different weights to each coefficient of the adaptive algorithm. The reason why we give different weights to each coefficient through this diagonal matrix is
Figure 112013026982386-pat00040
Since each element of the matrix has a different nonlinear order, the magnitude of the value shows a large variation by element. In this case, μ should be as small as possible. Since the amplification characteristic of the power amplifier 120 does not change rapidly with time, it is important to increase the estimation accuracy even if it slowly converges.
Figure 112013026982386-pat00041
There is no clear rule for finding diagonal matrices for. The estimated value of the amplification polynomial coefficients after the adaptive algorithm converges is
Figure 112013026982386-pat00042
The amplification characteristics of each power amplifier 120 can be obtained. This is because the amplification characteristic polynomial coefficients of the power amplifier 120
Figure 112013026982386-pat00043
Because it consists of the coefficients of the M amplification polynomials (
Figure 112013026982386-pat00044
). In other words
Figure 112013026982386-pat00045
The L amplitudes of the power amplifiers 120 are the coefficients of the amplification characteristic polynomials. Therefore, the amplification characteristic polynomial coefficient of each power amplifier 120
Figure 112013026982386-pat00046
The amplification characteristics of the first power amplifier 120 can be extracted
Figure 112013026982386-pat00047
And amplification characteristics of the M power amplifiers 120 can be obtained in the same manner.

각 전력증폭기(120)의 증폭 특성이 추출되었으므로, 다음으로 이를 바탕으로 각 전치보상 특성을 파악하는 단계(S250)를 거치게 된다. 전치보상 특성을 산정하기 위해 m번째 전력증폭기(120)에 대해 아래 <수학식 7>과 같은 비용함수를 정의한다.Since the amplification characteristics of the respective power amplifiers 120 have been extracted, a step S250 is performed to grasp the respective pre-compensation characteristics based on the amplification characteristics. In order to estimate the predistortion characteristic, a cost function such as Equation (7) is defined with respect to the m-th power amplifier 120.

수학식 7Equation 7

Figure 112013026982386-pat00048
Figure 112013026982386-pat00048

상기 <수학식 7>에서

Figure 112013026982386-pat00049
이다. 즉, m번째 전치보상기(110)의 입력 신호와 m번째 전력증폭기(120) 출력신호를 이득으로 나눈 값 사이의 차이를 에러로 정의하여 이 에러가 최소가 되는 전치보상 특성을 찾는다. 그런데 피드백 경로가 하나밖에 없으므로 m번째 전력증폭기(120)의 출력인
Figure 112013026982386-pat00050
을 얻을 수 없다. 따라서,
Figure 112013026982386-pat00051
대신에 그 추정값을 사용할 수 밖에 없고, 이 추정값은 다음 <수학식8>과 같이 표현될 수 있다.In Equation (7)
Figure 112013026982386-pat00049
to be. That is, a difference between a value obtained by dividing an input signal of the mth pre-compensator 110 and an output signal of the mth power amplifier 120 by an error is defined as an error, and a predistortion characteristic in which the error is minimized is searched. However, since there is only one feedback path, the output of the m-th power amplifier 120
Figure 112013026982386-pat00050
Can not be obtained. therefore,
Figure 112013026982386-pat00051
Instead, the estimated value must be used, and this estimated value can be expressed as Equation (8).

수학식 8Equation 8

Figure 112013026982386-pat00052
Figure 112013026982386-pat00052

여기서

Figure 112013026982386-pat00053
Figure 112013026982386-pat00054
각각 m번째 전력증폭기(120)의 증폭 특성에 대한 추정 다항식 계수와 입력 신호 벡터로 <수학식 1>에서 정의 되었다. 따라서 상기 <수학식 7>의 비용함수는 다음 <수학식 9>와 같이 변형하여 나타낼 수 있다.here
Figure 112013026982386-pat00053
and
Figure 112013026982386-pat00054
silver The estimated polynomial coefficients and the input signal vector for the amplification characteristics of the m-th power amplifier 120 are defined in Equation (1). Therefore, the cost function of Equation (7) can be expressed by the following Equation (9).

수학식 9Equation 9

Figure 112013026982386-pat00055
Figure 112013026982386-pat00055

m번째 전력증폭기의 입력

Figure 112013026982386-pat00056
은 m번째 전치보상기(110)의 출력임을 고려하면 (<수학식2> 참조), <수학식 9>로부터 <수학식 7>의 비용함수를 최소화 하는 계수
Figure 112013026982386-pat00057
를 구하는 적응형 알고리즘은 다음 <수학식 10>과 같이 정리될 수 있다.Input of the mth power amplifier
Figure 112013026982386-pat00056
(7) is a coefficient that minimizes the cost function of Equation (7) from Equation (9), considering that it is the output of the mth pre-compensator (110)
Figure 112013026982386-pat00057
Can be summarized as Equation (10). &Lt; EMI ID = 10.0 >

수학식 10Equation 10

Figure 112013026982386-pat00058
Figure 112013026982386-pat00059
Figure 112013026982386-pat00058
Figure 112013026982386-pat00059

Figure 112013026982386-pat00060
Figure 112013026982386-pat00060

이때,

Figure 112013026982386-pat00061
은 갱신 계단 크기,
Figure 112013026982386-pat00062
은 가중 대각행렬이고,
Figure 112013026982386-pat00063
,
Figure 112013026982386-pat00064
로 정의되는 벡터로서 전치보상기(110)의 출력 신호의 조합이므로 알 수 있는 값들이고,
Figure 112013026982386-pat00065
전치보상기(110)에 대한 입력 신호 벡터로서 역시 알 수 있는 값이므로, 결국 앞서 살핀 전력증폭기(120)의 증폭 특성의 파악과 같은 과정을 통하여 상기 <수학식 10>의 적응형 알고리즘을 사용하여, 상기 <수학식 7>의 비용함수를 최소화할 수 있는
Figure 112013026982386-pat00066
을 구할 수 있고, 또한 전력증폭기(120)의 증폭 특성의 파악과 같은 방법을 통하여 이로부터 각 전력증폭기(120)에 대한 전치보상 특성을 찾을 수 있게 된다.At this time,
Figure 112013026982386-pat00061
The updated step size,
Figure 112013026982386-pat00062
Is a weighted diagonal matrix,
Figure 112013026982386-pat00063
,
Figure 112013026982386-pat00064
Is a combination of output signals of the precompensator 110, which are known values,
Figure 112013026982386-pat00065
silver The adaptive algorithm of Equation (10) is used to determine the amplification characteristic of the power amplifier 120, which is also known as the input signal vector to the predistorter 110, The cost function of Equation (7) can be minimized
Figure 112013026982386-pat00066
In addition, it is possible to find the predistortion characteristic for each of the power amplifiers 120 through a method such as grasping the amplification characteristics of the power amplifier 120.

마지막으로 각 입력 신호에 대하여 상기한 일련의 절차를 거쳐 구한 전치보상 특성을 적용하여 전치보상 신호를 출력하는 단계(S260)를 적용한다. 상기 전치보상 신호는 전력증폭기(120)에 인가되어 증폭되게 되는데 상기 전치보상을 거치게 됨으로써 전력증폭기(120)의 선형성을 개선할 수 있게 된다.Finally, a step S260 of applying the predistortion characteristic obtained through the series of procedures to each input signal and outputting the predistortion signal is applied. The predistortion signal is applied to the power amplifier 120 and amplified. The linearity of the power amplifier 120 can be improved by passing through the predistortion compensation.

상기한 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치 및 방법의 성능을 검증하기 위하여 컴퓨터 모의 실험을 실시한 바, 그 실험 환경은 다음과 같다. In order to verify the performance of the predistortion apparatus and method using a single feedback circuit for a plurality of nonlinear amplifiers according to an embodiment of the present invention, a computer simulation is performed, and the experimental environment is as follows.

송신 안테나(150)는 2개이고 두 개의 독립적인 데이터 스트림이 이 두 안테나(120)를 통해서 전송된다. 각 스트림은 16-QAM (Quadrature Amplitude Modulation)으로 변조되며 파형 성형 필터는 롤오프 지수 0.25의 RRC (square root raised cosine) 필터가 사용되었다. 전치보상이 동작하는 샘플링 클럭은 심볼속도의 10배이다. m번째 전력증폭기(120) 모델로 아래 <수학식 11>에 의한 Saleh 모델을 이용하였다.Two transmit antennas 150 and two independent data streams are transmitted through the two antennas 120. [ Each stream is modulated by 16-QAM (Quadrature Amplitude Modulation) and the waveform shaping filter is a square root raised cosine (RRC) filter with a roll-off index of 0.25. The sampling clock at which predistortion operates is ten times the symbol rate. The Saleh model according to Equation (11) is used as the m-th power amplifier 120 model.

수학식 11Equation 11

Figure 112013026982386-pat00067
Figure 112013026982386-pat00067

Figure 112013026982386-pat00068
Figure 112013026982386-pat00069
은 전력증폭기(120)의 특성을 결정하는데, 첫 번째 전력증폭기(120)에는
Figure 112013026982386-pat00070
,
Figure 112013026982386-pat00071
의 값을 사용하였고 두 번째 전력증폭기(120)에는
Figure 112013026982386-pat00072
,
Figure 112013026982386-pat00073
의 값을 사용하였다. 전력증폭기(120)의 이득은 1이라고 가정하였다 (
Figure 112013026982386-pat00074
). 전력증폭기(120)의 모델과 전치보상기(110)의 모델로는 모두 차수 7의 다항식을 적용하였다 (L=Q=4). 전치보상 특성을 구하는데 사용된 갱신 계단 계수는
Figure 112013026982386-pat00075
이고, 대각행렬
Figure 112013026982386-pat00076
이 사용되었다. 전력증폭기(120) 또는 전치보상기(110)의 모델에 있어 다항식의 차수를 높이면 정밀도를 높일 수 있으나, 이 경우 계산이 요구되는 다항식 계수 벡터의 크기가 증가하여 복잡도가 증가하기 때문에 실험을 통하여 적절한 값을 선정해야 한다.
Figure 112013026982386-pat00068
and
Figure 112013026982386-pat00069
Determines the characteristics of the power amplifier 120, the first power amplifier 120
Figure 112013026982386-pat00070
,
Figure 112013026982386-pat00071
And the second power amplifier 120 uses a value of
Figure 112013026982386-pat00072
,
Figure 112013026982386-pat00073
Was used. It is assumed that the gain of the power amplifier 120 is 1 (
Figure 112013026982386-pat00074
). The polynomial of order 7 is applied to the model of the power amplifier 120 and the model of the predistorter 110 (L = Q = 4). The updated stepping coefficient used to obtain the predistortion characteristic is
Figure 112013026982386-pat00075
, A diagonal matrix
Figure 112013026982386-pat00076
Was used. In the model of the power amplifier 120 or the predistorter 110, if the order of the polynomial is increased, the accuracy can be increased. In this case, since the complexity increases due to an increase in the size of the polynomial coefficient vector required for calculation, .

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 검증 시뮬레이션 결과에 따른 전치보상 비용 함수(Error function)의 수렴 곡선 그래프를 보여주고 있다. 도 4(a)는 시뮬레이션에서 사용된 첫번째 전력증폭기(120) 전치보상 비용 함수(<수학식 7>)의 수렴 곡선, 도 4(b)는 시뮬레이션에서 사용된 두번째 전력증폭기(120 전치보상 비용 함수의 수렴을 보여주고 있고, 도 4(c)는 복수의 피드백 회로를 사용한 경우의 전치보상 비용 함수의 수렴 곡선을 도시하고 있다. 각 도면에서 볼 수 있듯이 유사한 추세를 보이며 전치보상 비용 함수가 수렴하는 특성을 보임을 확인할 수 있다. 안정화 된 후의 상태를 볼 때 본 발명의 일 실시예에 따른 경우 복수의 피드백 회로를 사용한 구조에 비해 약간 나쁜 수렴 특성을 보인다. 복수의 피드백 회로를 사용한 경우 수렴 후 MSE (mean square error) 값이 10-10 정도를 보이며, 본 발명의 일 실시예에 따른 경우 MSE 값이 10-9 정도를 나타내었다. 그러나 그 차이가 크지 않고 그 에러값이 10-9 정도로 충분히 작은 값을 가지며, 또한 아래에서 볼 수 있듯이 보다 중요한 지표라 할 수 있는 스펙트럼 성능이 매우 우수한 특성을 보임을 확인 할 수 있다.FIG. 4 shows a convergence curve graph of the precompensation cost function (error function) according to the verification simulation result according to an embodiment of the present invention. FIG. 4A shows a convergence curve of the first power amplifier 120 precompensation cost function (Equation 7) used in the simulation, FIG. 4B shows a convergence curve of the second power amplifier 120 precompensation cost function And FIG. 4 (c) shows the convergence curve of the precompensation cost function when a plurality of feedback circuits are used. As can be seen from the respective figures, the precompensation cost function converges It can be seen that the state after stabilization shows a slightly worse convergence characteristic as compared with the structure using a plurality of feedback circuits according to an embodiment of the present invention. the mean square error value is about 10 -10 , and according to the embodiment of the present invention, the MSE value is about 10 -9 . However, when the difference is not large and the error value is 10 -9 And the spectral performance, which is a more important indicator as shown below, shows excellent characteristics.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력 증폭기의 스펙트럼 성능 비교 그래프를 도시하고 있다. 도 5(a)는 시뮬레이션에서 사용된 첫번째 전력증폭기(120)에 대한 스펙트럼 특성을 보여주고 있고, 도 5(b)는 두번째 전력증폭기(120)의 경우를 도시하고 있다. 전치보상기(110)가 없는 경우(도 5(a) 및 도 5(b)의 (1)) 전력증폭기(120) 출력은 심하게 왜곡이 되어 스펙트럼이 많이 확산되어 있고 인접 채널에 심한 간섭을 유발하고 있다. 반면 전치보상이 추가된 경우(도 5(a) 및 도 5(b)의 (2)) 이러한 왜곡은 효과적으로 제거되었음을 확인할 수 있다. 구체적으로 약 20dB 이상의 인접채널 간섭이 줄어든다. 복수의 피드백 회로를 사용하는 경우(도 5(a) 및 도 5(b)의 (3))와 비교하더라도 거의 유사한 성능을 보이고 있음을 확인할 수 있다. 도 5(a) 및 도 5(b)의 (4)는 전력증폭기(120)의 입력 신호를 나타낸다.5 is a graph illustrating a spectral performance comparison of a power amplifier according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 (a) shows the spectral characteristics of the first power amplifier 120 used in the simulation, and FIG. 5 (b) shows the second power amplifier 120. In the case where the predistorter 110 is absent (FIG. 5A and FIG. 5B (1)), the output of the power amplifier 120 is severely distorted and the spectrum is spread widely, have. On the other hand, it can be confirmed that such distortions are effectively removed when predistortion is added (FIGS. 5A and 5B (2)). Specifically, adjacent channel interference of about 20 dB or more is reduced. It can be confirmed that almost similar performance is obtained even when a plurality of feedback circuits are used (FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b) (3)). 5 (a) and 5 (b) (4) show input signals of the power amplifier 120. FIG.

또한, 전력증폭기(120)의 비선형성으로 인한 문제 중 송신신호의 품질을 비교하기 위하여 EVM(Error Vector Magnitude) 특성을 비교하였다. EVM은 다음 <수학식 12>와 같이 정의된다.Also, EVM (Error Vector Magnitude) characteristics are compared in order to compare the quality of the transmission signal among the problems due to the nonlinearity of the power amplifier 120. EVM is defined as Equation (12).

수학식 12Equation 12

Figure 112013026982386-pat00077
Figure 112013026982386-pat00077

전치보상을 적용하지 않은 경우 두 전력증폭기(120) 출력의 EVM은 각각 9.49%와 9.00%를 보였다. 이동통신 표준안에서 EVM 규격으로 약 5% 이내를 제시하는 것으로 비추어 심각하게 신호의 품질이 왜곡되었음을 알 수 있다. 이에 대하여 복수의 피드백 회로를 통하여 전치보상을 적용한 경우 두 전력증폭기의 EVM은 각각 0.056%와 0.061%를 보였다. 반면 본 발명의 일 실시예에 따라 전치보상을 적용한 경우에는 각각 0.078%와 0.081%를 보였다. 본 발명의 일 실시예에 따른 결과치가 복수의 피드백 회로를 적용한 방식에 비해 약간 나쁜 성능을 보이지만 일반적인 EVM 규격을 여유있게 만족함을 확인할 수 있다. Without the predistortion compensation, the EVMs of the two power amplifier 120 outputs were 9.49% and 9.00%, respectively. It can be seen that the quality of the signal is severely distorted in view of the fact that the EVM standard suggests about 5% within the mobile communication standard. The EVM of the two power amplifiers were 0.056% and 0.061% when predistortion was applied through multiple feedback circuits. On the other hand, according to the embodiment of the present invention, when the precompensation is applied, 0.078% and 0.081% are shown, respectively. It can be confirmed that the EVM according to an embodiment of the present invention shows a slightly poor performance as compared with the method using a plurality of feedback circuits, but satisfies the general EVM standard satisfactorily.

덧붙여서, 본 발명을 통해 복수개의 전력증폭기(120)의 증폭 특성을 제대로 추정할 수 있음을 확인하기 위해서는 각 전력증폭기(120)의 증폭 특성 다항식의 계수를 열거하여 만든 벡터의 추정값

Figure 112013026982386-pat00078
의 각 L 개 원소들의 블록이 과연 실제 전력증폭기(120)를 제대로 모델링하고 있는지, 다시 얘기하면 다중 되먹임 회로를 구성하여 얻을 수 있는 값과 같은지에 대하여 살핀다면 아래와 같다.In addition, in order to confirm that the amplification characteristics of the plurality of power amplifiers 120 can be correctly estimated through the present invention, the estimation value of the vector created by enumerating the coefficients of the amplification characteristic polynomial of each power amplifier 120
Figure 112013026982386-pat00078
If the block of each of the L elements of the power amplifier 120 is properly modeling the actual power amplifier 120 and again, it is equal to the value obtained by constructing the multiple feedback circuit.

각 전력증폭기(120) 출력 중 피드백 되는 신호는 다음의 <수학식 13>과 같이 나타낼 수 있다.A signal fed back from the output of each power amplifier 120 can be expressed by Equation (13).

수학식 13Equation 13

Figure 112013026982386-pat00079
Figure 112013026982386-pat00079

이때

Figure 112013026982386-pat00080
은 전력증폭기(120)의 증폭 특성의 추정치 에러에 기인한 전력증폭기(120) 출력 신호의 추정치 에러를 나타내는데 평균이 0이고 서로 다른 안테나(150)에서 이 값들은 서로 상관관계가 없다고 할 수 있다. 안테나 개수를 2개라고 가정하고(M=2), <수학식 13>을 이용하면 <수학식 5>의 비용함수는 다음 <수학식 14>와 같이 다시 쓰여질 수 있다.At this time
Figure 112013026982386-pat00080
May represent an estimate error of the power amplifier 120 output signal due to an estimation error of the amplification characteristic of the power amplifier 120, which may be said to be zero on average and that these values are not correlated to each other at different antennas 150. Assuming that the number of antennas is 2 (M = 2) and using Equation (13), the cost function of Equation (5) can be rewritten as Equation (14).

수학식 14Equation 14

Figure 112013026982386-pat00081
Figure 112013026982386-pat00081

Figure 112013026982386-pat00082
Figure 112013026982386-pat00082

Figure 112013026982386-pat00083
Figure 112013026982386-pat00083

Figure 112013026982386-pat00084
Figure 112013026982386-pat00084

Figure 112013026982386-pat00085
Figure 112013026982386-pat00085

Figure 112013026982386-pat00086
Figure 112013026982386-pat00086

상기 <수학식 14>에서

Figure 112013026982386-pat00087
Figure 112013026982386-pat00088
는 각각
Figure 112013026982386-pat00089
의 첫 L개의 원소로 만든 벡터, 두 번째 L개의 원소로 만든 벡터를 의미하고 각각 첫 번째, 두 번째의 전력증폭기(120)의 증폭 특성의 다항식 모델 계수를 나타낸다. 그리고
Figure 112013026982386-pat00090
,
Figure 112013026982386-pat00091
로 정의될 수 있다.
Figure 112013026982386-pat00092
Figure 112013026982386-pat00093
는 각각 복수의 피드백 회로를 구성한 기존의 방식에서 첫 번째 전력증폭기(120)의 비용함수, 두 번째 전력증폭기(120)에서의 비용함수를 나타내므로 본 발명은 기존 방식의 두 비용함수의 합을 최소화 하는 해를 구하고 있음을 알 수 있다. 따라서 상기 <수학식 5>의 비용함수를 최소화 하는 해는 각 전력증폭기(120)에서의 비용함수를 모두 최소화함을 알 수 있고, 이와 같은 분석을 통해 복수개의 전력증폭기(120) 신호가 더해지더라도 이로부터 각 전력증폭기(120)의 증폭 특성을 추정할 수 있음을 알 수 있다.In Equation (14)
Figure 112013026982386-pat00087
and
Figure 112013026982386-pat00088
Respectively
Figure 112013026982386-pat00089
And a polynomial model coefficient of the amplification characteristics of the first and second power amplifiers 120, respectively. And
Figure 112013026982386-pat00090
,
Figure 112013026982386-pat00091
. &Lt; / RTI >
Figure 112013026982386-pat00092
and
Figure 112013026982386-pat00093
The present invention minimizes the sum of the two cost functions of the conventional method because the cost function of the first power amplifier 120 and the cost function of the second power amplifier 120 are represented in the conventional method in which a plurality of feedback circuits are formed. It can be seen that the Therefore, it can be seen that the solution minimizing the cost function of Equation (5) minimizes the cost function in each power amplifier 120. Even if a plurality of power amplifier 120 signals are added through the analysis It can be seen from this that the amplification characteristics of each power amplifier 120 can be estimated.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments described in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention but to illustrate the present invention. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (6)

입력 신호의 크기에 따른 증폭 특성이 비선형적인 복수의 비선형 증폭기;
상기 복수의 비선형 증폭기의 출력 신호를 분기하고 하나의 신호로 병합하여 단일 선로를 통하여 피드백하는 단일 피드백 회로;
상기 피드백된 하나의 신호로부터 상기 각 비선형 증폭기의 증폭 특성을 파악하고 그에 따르는 전치보상 특성을 산정한 후, 이를 바탕으로 각 입력 신호를 전치보상하여 출력하는 전치보상기를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치.
A plurality of nonlinear amplifiers having nonlinear amplification characteristics according to the magnitude of an input signal;
A single feedback circuit for branching the output signals of the plurality of nonlinear amplifiers, merging the output signals of the plurality of nonlinear amplifiers into one signal and feeding back the signals through a single line;
And a predistorter for predicting an amplification characteristic of each of the nonlinear amplifiers from the feedback signal and estimating a predistortion characteristic according to the amplification characteristic, and predistorting each input signal based on the predistortion characteristic. A predistorter using a single feedback circuit for a nonlinear amplifier.
제1항에 있어서,
상기 단일 피드백 회로는,
신호로부터 그 일부를 분기해 주는 신호 분배기와,
복수의 신호를 병합하여 하나의 신호로 만들어 주는 신호 병합기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the single feedback circuit comprises:
A signal distributor for branching a part thereof from the signal,
And a signal combiner for combining the plurality of signals into a single signal. 2. The predistortion apparatus according to claim 1, wherein the plurality of nonlinear amplifiers comprise a single feedback circuit.
제 1항 또는 제2항에 있어서,
상기 전치보상기는,
상기 비선형 증폭기의 증폭 특성을 파악하고 그에 따르는 전치보상 특성을 산정하는 전치보상제어기와,
상기 전치보상제어기로부터 전치보상 특성을 전달받아 이를 바탕으로 입력 신호를 전치보상하여 신호를 출력하는 전치보상필터를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the predistorter comprises:
A predistortion controller for grasping an amplification characteristic of the nonlinear amplifier and calculating a predistortion characteristic according to the amplification characteristic;
And a predistortion filter that receives the predistortion characteristic from the predistortion controller and predistort the input signal based on the predistortion characteristic and outputs a predistortion signal. The present invention relates to a predistorter using a single feedback circuit for a plurality of nonlinear amplifiers, .
(a) 복수의 비선형 증폭기의 출력 신호 또는 그로부터 유발된 신호를 분기하고 하나의 신호로 병합하여 단일 선로를 통하여 피드백하는 단계;
(b) 상기 하나의 피드백 신호를 바탕으로 상기 각 비선형 증폭기의 증폭 특성을 파악하고 그에 따르는 전치보상 특성을 산정하는 단계; 및
(c) 상기 전치보상 특성을 바탕으로 상기 각 비선형 증폭기의 입력 신호에 대하여 전치보상을 실시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 방법.
(a) branching output signals of a plurality of nonlinear amplifiers or signals derived therefrom, merging the signals into a single signal, and feeding the signals through a single line;
(b) grasping amplification characteristics of the nonlinear amplifiers based on the one feedback signal and calculating a predistortion characteristic according to the amplification characteristics; And
(c) performing predistortion on an input signal of each of the nonlinear amplifiers based on the predistortion characteristic, wherein a single feedback circuit is used for a plurality of nonlinear amplifiers.
제4항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 상기 각 비선형 증폭기의 증폭 특성을 파악하거나 상기 각 전치보상 특성을 산정함에 있어, 상기 비선형 증폭기의 증폭 특성 또는 상기 전치보상 특성을 일련의 차수를 가지는 다항식의 합으로 근사하여 산정하는 다항식 모델을 사용함을 특징으로 하는 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 방법.
5. The method of claim 4,
Calculating the amplification characteristics of each of the nonlinear amplifiers in the step (b) or approximating the amplification characteristics or the precompensation characteristics of the nonlinear amplifier by a sum of polynomials having a series of orders, Wherein a single feedback circuit is used for a plurality of nonlinear amplifiers.
제4 항에 있어서,
상기 (b) 단계에서 상기 각 비선형 증폭기의 증폭 특성을 파악하거나 상기 각 전치보상 특성을 산정함에 있어, 계산이 반복됨에 따라 그 계산 결과치가 최적치에 수렴하게 되는 적응형 알고리즘을 사용함을 특징으로 하는 복수의 비선형 증폭기에 대하여 단일 피드백 회로를 사용하는 전치보상 방법.
5. The method of claim 4,
Wherein in the step (b), an adaptive algorithm is used in order to grasp the amplification characteristics of the nonlinear amplifiers or to calculate the respective precompensation characteristics by converging the calculation result to an optimum value as the calculation is repeated. A precompensation method that uses a single feedback circuit for a nonlinear amplifier of.
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