KR101507923B1 - 다중경로 ｒｆ 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링 방법 및 이를 활용한 분산형 전치 왜곡 장치 - Google Patents

다중경로 ｒｆ 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링 방법 및 이를 활용한 분산형 전치 왜곡 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링 방법 및 이를 활용한 분산형 전치 왜곡 장치에 관한 것으로, 신호분리기가 복수개의 입력신호를 분리하는 (a) 단계와, 가중치 입력기가 전치왜곡기로 가중치를 입력하는 (b) 단계와, 전치왜곡기가 신호분리기로부터 인가받은 입력신호를 가중치가 고려된 입력신호로 전치왜곡하는 (c) 단계와, 각 경로의 증폭기가 가중치가 고려된 전치왜곡 신호가 각 경로의 증폭기의 비선형성 특성이 반영되어 선형화된 신호로 증폭하는 (d) 단계, 및 신호결합기가 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 (e) 단계;를 포함하여 구성된다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 다중 경로 RF 전력 증폭기를 포함하는 무선 송신기에서 각 경로의 상이한 전력증폭기의 비선형 특성을 정확한 모델링을 제공하고, 이에 기반을 둔 분산형 사전 왜곡 장치기를 설계, 적용하여 송신기에서 더 우수한 선형 특성을 달성하는 효과가 있다.

Description

다중경로 ＲＦ 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링 방법 및 이를 활용한 분산형 전치 왜곡 장치{BEHAVIORAL MODELING METHOD AND DECENTRALIZED PREDISTORTION ARCHITECTURE FOR WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM WITH MULTI-BRANCH RF POWER AMPLIFIER ARCHITECTURE}
본 발명은 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링 방법 및 이를 활용한 분산형 전치 왜곡 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 다중 경로 RF　전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템에서 송신기의 선형성 및 효율 향상을 위한 각 경로의 가중치를 고려한 행동모델링 방법과 전치 왜곡장치에 관한 것이다.
RF 전력 증폭기는 무선 통신시스템의 기본 구성 요소로, 무선으로 데이터를 전송하기 위해 고출력의 출력신호를 사용하게 된다. 출력 전력을 높이기 위해 증폭기를 병렬로 연결하는 방법은 널리 사용되고 있다. 선형성과 효율을 개선시키기 위한 증폭기 기술로 digital predistortion(DPD), linear amplication with nonlinear component(LINC), Doherty amplifier, envelop tracking(ET), envelope elimination and restoration(EER) 등이 있다.
증폭기의 분류는 단일 경로 구조와 다중 경로 구조 두 가지로 구분할 수 있고 단일 경로 구조의 증폭기는 다시 두 가지 구조로 분류 된다. 첫째는 고정된 바이어스 증폭기로 Class A/AB/B, 둘째는 바이어스가 변동되는 증폭기로 ET/EER로 분류 된다. EER과 ET 기술은 입력 신호의 포락선의 크기에 따라 바이어스 전압을 제어하는 기술이다. 한편, 다중 경로 RF 증폭기의 종류로는 병렬 구조 증폭기와 LINC, Doherty 증폭장치 등이 있다. 다중 입력 다중 출력(Multi input multi output MIMO) 시스템과 다중 캐리어 전력 증폭기(multi carrier power amplifier MCPA) 시스템 들은 차세대 통신시스템의 해법으로 주목받고 있다.
DPD는 선형화 기술로 가장 주목 받고 있다. 이 기술은 작은 파워의 기저대역 신호를 통해 고출력의 출력 신호를 보상해준다. 이에 크기와 비용 측면에서 장점을 갖는다. 이 장점과 디지털 신호처리 기술의 발달 때문에 다양한 RF PA 구조에 DPD 기술을 사용하고 있다. 증폭기의 행동 모델링과 디지털 신호처리를 통해 전치왜곡장치를 구성하는 것은 DPD의 핵심 기술이다.
DPD 방법은 두 가지로 분류 할 수 있다. 먼저, 직접학습 방법은 RF PA의 입력 신호와 출력 신호를 사용하여 전력 증폭기를 모델링 하고 이를 이용하여 역함수를 추출하여 전치왜곡기를 구성하는 방법이고, 간접학습 방법은 증폭기의 역함수가 필요 없고 전치왜곡기를 통과한 입력신호와 증폭기의 출력신호가 동일한 전치왜곡기를 통과한 신호간의 에러를 최소화 하는 방법으로 DPD를 구성하는 방법이다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0070145호(다중 안테나 시스템에서의 디지털 전치왜곡 전력 증폭 장치)에는, 복수의 안테나를 통해 출력할 복수의 입력 신호 각각을 전치 왜곡하여 출력하는 복수의 보정부들과, 보정부들 각각에 연결되어, 전치 왜곡된 입력 신호를 증폭하여 출력하는 복수의 전력 증폭기들과, 복수의 전력 증폭기들로부터 출력되는 복수의 피드백 신호와 복수의 입력 신호로부터 각각의 왜곡정보를 추출하여 복수의 보정부들에 각각 출력하는 하나의 왜곡 정보 추출기로 구성된 기술을 개시하고 있다.
그러나, 전술한 바와 같은 전통전인 DPD 기술은 무선 송신기의 단일 입력 신호와 단일 출력 신호를 고려하여 비선형 함수를 추출함에 따라 다중 경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선 송신기 모델의 정확성이 감소하고 그에 따라 비선형 보상의 효과가 감소하는 결과를 초래하는 문제점이 있다. 또한, 대한민국 공개특허 제10-2012-0070145호 에는 복수개의 출력신호 추출장치가 필요하여 구성이 복잡하고 비용이 증가 할 수 있다.
하지만, 본 발명에서 제안한 기술은 가중치가 반영된 복수개의 분리된 입력신호와 단일 출력신호 정보로 각 경로의 상이한 특성을 추출하고 이를 보상하는 기술을 개발하여 성능을 개선하고 비용 발생요인을 줄였다. 이는 다중 경로 RF PA의 상이한 비선형 특성을 알아내고 보상하는 방법으로 밸런스 구조, LINC와 ET등과 같은 다중 경로를 갖는 무선통신 시스템에 좀 더 정확한 DPD가 적용될 수 있다. 이렇게 다중 경로를 갖는 DPD　구조들 중에 간단한 구조의 예로 단일 전치왜곡기를 사용하는 종래의 중앙화 DPD 방식있다. 또 다른 다중 경로를 갖는 DPD　구조는 본 발명에서 제안한 분산형 DPD 방식으로 각기 다른 특성의 전치왜곡기를 각 경로에 사용하는 구조가 있다.
본 발명의 목적은, 다중 경로 전력 증폭기에서 발생하는 각기 다른 비선형 특성과 메모리 효과를 고려한 모델링과 분산형 전치 왜곡방법을 통해, 각 전력증폭기에서 발생하는 각기 다른 비선형성 및 메모리 효과에 의한 증폭기 성능 저하를 개선하는데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치는, 복수개의 입력신호를 분리하는 신호분리기(110); 신호분리기(110)로부터 인가받은 입력신호와 가중치를 곱하는 가중치 곱셈기(120); 가중치 곱셈기(120)에 의해 가중치가 고려된 입력신호를 증폭하는 증폭기(130); 및 증폭기(130)에 의해 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 신호결합기(140);를 포함한다.
또한, 가중치를 입력하는 가중치 입력기(150);를 통하여 신호결합기(140)를 통해 출력되는 신호와 신호분리기(110)로부터 생성되는 신호들을 이용하여, 각 경로 전력 증폭기의 비선형 특성을 모델링하여 전체 시스템의 모델의 정확도를 향상 시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치는, 복수개의 입력신호를 분리하는 입력신호분리기(210); 입력신호분리기(210)로부터 인가받은 입력신호를 전치왜곡 하는 입력신호 전치왜곡기(220); 전치왜곡된 입력신호를 증폭하는 증폭기(230); 왜곡된 입력은 증폭기(230)의 비선형 함수의 역함수 역할에 해당하는 신호로 선형화하고, 증폭기(230)의 출력을 다시 증폭기의 비선형 특성에 의해 선형화되어 출력하며 증폭된 신호들을 결합하여 출력하는 신호결합기(240); 신호결합기(240)로부터 출력되는 출력신호를 함수 sp(·)를 이용하여 두 개의 출력신호로 분리하는 출력신호분리기(250); 및 출력신호분리기(250)로부터 출력되는 출력신호를 선형화하는 출력신호 전치왜곡기(260);를 포함한다.
또한, 출력신호 전치왜곡기(260)는 입력신호 전치왜곡기(220)와 동일한 특성을 갖으며, 입력신호 전치왜곡기(220)에 의해 사전 왜곡된 입력신호와 출력신호분리기(250)로부터 출력되는 출력신호의 전치왜곡된 두 신호 사이의 에러를 최소화하는 전치왜곡기를 계수를 추출하여 두 전치왜곡기(220,260)를 갱신함으로써 선형화하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치는, 복수개의 입력신호를 분리하는 신호분리기(310); 신호분리기(310)로부터 인가받은 입력신호를 전치왜곡하는 전치왜곡기(320); 전치왜곡된 입력신호를 인가받아 각 경로의 비선형 특성에 의해 선형 증폭하는 증폭기(330); 증폭된 신호들을 결합하여 출력하는 신호결합기(340); 전치왜곡기(320) 및 가중치 곱셈기(360)로 Pilot 신호 가중치를 입력하는 가중치 입력기(350); 신호분리기(310)로부터 인가받은 입력신호와 가중치 입력기(350)로부터 입력받은 Pilot 신호 가중치를 입력신호와 곱하는 가중치 곱셈기(360); 및 신호결합기(340)로부터 출력되는 출력신호와 가중치 곱셈기(360)에 의해 Pilot 신호 가중치에 따라 각 경로의 전력 증폭기의 특성을 추출하는 예측부(370);를 포함한다.
또한, 예측부(370)에 의해 도출된 각 경로의 전력 증폭기 특성이 고려된 신호를 전치왜곡기(320)로 입력하는 전치왜곡기 추출부(380);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 전술한 장치를 기반으로 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 방법은, 신호분리기가 복수개의 입력신호를 분리하는 (a) 단계와, 가중치 입력기가 입력신호에 가중치를 곱하는 (b) 단계와, 전치왜곡기가 신호분리기로부터 인가받은 입력신호를 가중치에 따라 사전 왜곡하는 (c) 단계와, 증폭기가 가중치에 따라 전치왜곡된 입력신호를 입력받아 선형화된 신호로 증폭하는 (d) 단계, 및 신호결합기가 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 (e) 단계;를 포함한다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 방법은, 입력신호분리기가 복수개의 입력신호를 분리하는 (a) 단계; 전치왜곡기가 입력신호분리기로부터 인가받은 입력신호를 전치왜곡하는 (b) 단계; 증폭기가 전치왜곡된 입력신호를 입력 받아 선형화된 신호로 증폭하는 (c) 단계; 신호결합기가 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 (d) 단계; 출력신호분리기가 신호결합기로부터 출력되는 출력신호를 함수 sp(·)를 이용하여 두 개의 출력신호로 분리하는 (e) 단계; 및 출력신호 전치왜곡기의 출력과 입력신호 전치왜곡기의 출력의 에러를 최소화 하는 방법으로 두 전치왜곡기의 구성하는 (f) 단계;를 포함한다.
그리고, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 방법은, 신호분리기가 복수개의 입력신호를 분리하는 (a) 단계; 전치왜곡기가 신호분리기로부터 인가받은 입력신호를 전치왜곡하는 (b) 단계; 증폭기가 전치왜곡된 입력신호를 입력받아 선형화된 신호로 증폭하는 (c) 단계; 신호결합기가 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 (d) 단계; 가중치 입력기가 전치왜곡기 및 Pilot 신호 가중치를 입력하는 (e) 단계; 가중치곱셈기가 신호분리기로부터 인가받은 입력신호와 가중치 입력기로부터 입력받은 Pilot 신호 가중치를 반영하는 (f) 단계; 예측부가 신호결합기로부터 출력되는 출력신호와 가중치 곱셈기에 의해 Pilot 신호 가중치가 곱해진 신호를 토대로 각 경로의 특성이 고려된 신호를 도출하는 (g) 단계; 및 전치왜곡기 추출부가 예측부에 의해 도출된 각 경로의 특성이 고려된 신호를 전치왜곡기로 입력하는 (h) 단계;를 포함한다.
상기 본 발명에 따르면 다중 경로를 갖는 RF 전력 증폭기 송신기에서 각 경로의 상이한 비선형 특성으로 인해 기존 방식이 갖는 모델 추출 성능 한계를 개선한다. 또한 기존 방식인 집중형 사전왜곡 장치는 서로 다른 전력 증폭기의 비선형 특성을 보상해주지 못하기 때문에 성능 개선에 한계를 갖는다. 따라서 각 경로의 비선형 특성을 고려한 분산형 사전왜곡 장치를 구성함으로써 선형성 저하와 효율 감소의 단점을 개선하는데 그 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치의 두 개의 경로를 갖는 무선 전송기에 대한 블록다이어그램을 도시한 도면.
도 2는 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치의 송신기 모델을 도시한 구성도.
도 3은 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 고려한 송신기를 도시한 구성도.
도 4는 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치의 입력신호를 고려한 중앙화 전치왜곡 구조 (a)와, 입력신호를 고려한 분산형 사전왜곡 구조 (b)와, 분리된 신호를 고려한 분산형 사전왜곡 구조 (c)와, corss-talk 분리된 신호를 고려한 분산형 사저왜곡 구조 (d)를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치의 간접학습을 이용한 분산형 전치왜곡 장치구조를 도시한 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치의 직접학습을 이용한 분산형 전치왜곡 장치구조를 도시한 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치의 서로 다른 비선형 특성을 갖는 a, b 전력 증폭기를 비교한 도면.
도 8은 종래의 사전왜곡장치를 통과한 신호의 스펙트럼을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치에 따라 사전왜곡장치를 통과한 신호의 스펙트럼을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링 방법을 도시한 순서도.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 간접학습방식 분산형 전치왜곡 방법을 도시한 순서도.
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 직접학습방식 분산형 전치 왜곡 방법을 도시한 순서도.
단일 경로의 입력과 출력을 이용한 전통적인 방법은 다중 경로의 RF PA들의 정확한 모델들을 추출할 수 없다. 따라서 본 발명에서는 행동모델과 다중경로의 PA들의 경로에 가중치를 고려한 에러 최소화 과정을 통한 추출방법을 제안하였다. 설계방법으로 사용된 분산형 전치왜곡 방법은 제안된 가중치 행동모델을 기반으로 한다. 직접 학습 방법과 간접학습방법 모두 다중경로를 갖는 RF PA 분산형 전치왜곡의 설계방법을 제안하였다. 이는 밸런스 증폭기와 LINC 구조의 예를 들어 검증하였다. 행동 모델의 정확성과 분산형 전치왜곡의 성능을 알아보는 척도로 정규화 최소평균 자승에러 (normalized mean square error NMSE) 방법을 사용하였다.
앞서 설명한바와 같이 RF　PA시스템들은 두 가지로 분류될 수 있다. 단일 경로와 다중경로 RF PA. 다중경로 RF PA 구조는 다중 RF 신호 경로와 RF PA들과 시스템을 포함한다. 밸런스타입과 LINC와 Doherty 증폭기 등을 그 예를 들 수 있다.
다중경로 구조를 사용하여 출력파워, 출력효율과 선형성 등과 같은 RF PA의 성능을 향상시킬 수 있다. 가장 단순한 다중 경로 구조는 밸런스 타입의 RF PA이다. 입력전력을 다중 동위상의 신호로 나누고 이를 각각의 RF증폭기를 지나 다시 출력을 합한다. LINC 시스템은 outphasing 구조로 입력 신호를 두 개의 일정한 포락신호를 갖는 신호로 분리한다. 분리된 두 신호는 두 개의 병렬 경로를 통과하게 된다.
이처럼, LINC 시스템은 이론적으로, 스위치 증폭기인 Class-D/E와 같이 높은 전력 효율을 갖는다. 그 이유는 RF 증폭기의 AM/AM AM/PM의 비선형 특성은 일정한 포락선을 갖는 입력 신호에서는 영향이 작기 때문이다. 일정한 포락선 입력 신호의 Peak to power ratio(PAPR)은 1이다.
다른 다중경로 구조는 주 증폭기와 보조 증폭기를 갖는 Doherty 증폭기가 있다. 보조 PA는 입력신호가 작을 때는 꺼져 있다가 높은 입력 신호가 들어 올 때 켜지면서 부하단의 저항값을 변조시키는 기술로 효율을 높인다. 일반적으로 LINC와 Doherty 구조는 두 개의 경로를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치의 두 개의 경로를 갖는 무선 전송기의 블록다이어그램을 도시한 도면이다.
다중 경로 RF PA를 갖는 무선 전송장치는 신호 분리장치의 위치로 구분될 수 있다. 도 1에 도시된 첫 번째 구조는 RF 신호를 분리하고 두 번째 구조는 디지털 신호를 분리한다. 첫 번째 구조는 일반적으로 밸런스 RF PA에 많이 사용되는 구조로 Digital to analog converter(DAC)와 up-converter의 사용을 줄일 수 있도록 구성된다.
반면, 두 번째 구조는 디지털 영역에서 디지털 신호처리 기술을 사용하기 때문에 가변적이고 재구성이 가능한 장점을 갖는다. 이런 디지털 기술들의 장점 때문에 두 번째 구조는 첫 번째 구조에서 다루지 못했던 요소들을 보상하기 때문에 차세대 무선 송신기 기술에 사용될 것으로 전망된다.
고조파 성분은 필터로 제거될 수 있기 때문에 출력 RF PA의 출력 신호를 캐리어 주파수 주변에서 기본 주파수 성분만을 갖는 다고 가정할 수 있다. 따라서 그림 1에서 나타낸 무선 송신기 출력신호는 다음의 [수학식 1]과 같다.
[수학식 1]
Figure 112012062370577-pat00001
여기서, y(t)는 출력신호
Figure 112012062370577-pat00002
의 복소 포락 신호이고, fc는 RF 반송파 이며, x(t)는 입력신호의 복소 포락신호이고, x[n]은 fs의 샘플링 주파수로 입력 신호를 샘플링한 이산신호이며, y[n]은 y(t)를 fs로 샘플링한 신호다.
도 1에 도시된 블록다이어그램을 복소 기저 신호로 표현하면 도 2와 같이 표현할 수 있다. 이때, 입력 신호 x[n]은 신호 분리 장치에서 xp[n]로 변환되며, sp(·)는 x[n]에서 xp[n].fp(·)로 매핑되는 RF PA p번째 경로의 복소신호의 기저함수다.
다음의 함수 f(·)로 입력 과 출력 신호의 관계는 [수학식 2]와 같다.
[수학식 2]
Figure 112012062370577-pat00003
또한, sp(·)의 두 경로 밸런스 타입의 PA시스템은 [수학식 3]과 같다.
[수학식 3]
Figure 112012062370577-pat00004
그리고, LINC 시스템에서 sp(·)는 [수학식 4]와 같다.
[수학식 4]
Figure 112012062370577-pat00005
여기서, r은 x[n]의 최대 크기 이고, ∠x[n]은 x[n]의 위상이다. 일반적으로 RF PA는 메모리를 갖는 비선형모델로 모델링 된다. Volterra 시리즈는 이 모델에 해당한다. 하지만 일반적인 Volterra 시리즈는 복잡해서 PA 모델 및 전치왜곡기 설계에 간소화된 Volterra 모델을 사용한다. 일반적으로 많이 사용되는 간소화된 Volterra 시리즈는 메모리 다항 함수다. 이는 RF PA의 각 경로를 다음의 [수학식 5]와 같이 도출할 수 있다.
[수학식 5]
Figure 112012062370577-pat00006
yp,mod[n]은 각 경로의 모델 출력이다. 상기 [수학식 2]와 [수학식 5]를 사용하여 다음의 [수학식 6]과 같은 무선 전송기의 출력 기대값을 도출할 수 있다.
[수학식 6]
Figure 112012062370577-pat00007
밸런스 타입의 RF PA 시스템은 상기 [수학식 6]과 [수학식 3]을 이용하여 아래의 [수학식 7]과 같이 표현할 수 있다.
[수학식 7]
Figure 112012062370577-pat00008
또한, LINC 시스템을 [수학식 6]을 사용하여 표현하면 다음의 [수학식 8] 및 [수학식 9]와 같이 도출된다.
[수학식 8]
Figure 112012062370577-pat00009
[수학식 9]
Figure 112012062370577-pat00010
RF PA의 행동모델은 보통 NMSE를 최소화함으로써 얻을 수 있다. 신호 y[n] 행동모델의 에러를 emod,y[n]=y[n]-ymod[n]와 NMSEmod 과 다음의 [수학식 10]과 같이 정의된다.
[수학식 10]
Figure 112012062370577-pat00011
여기서, M은 샘플 총수이고, NMSEmod 의 값은 행동모델의 정확성을 나타낸다. 이와 비슷한 방법으로 에러와 각 경로 행동모델의 NMSEmod 를 정의할 수 있다. 식 6은 계수 h,p,k,q,는 선형이다. 따라서 선형 벡터로 다음의 [수학식 11]과 같이 나타낼 수 있다.
[수학식 11]
Figure 112012062370577-pat00012
여기서, ymod는 모델의 출력벡터의 기댓값이다. X는 입력 전력 메트릭스고 h는 행동모델의 계수 벡터이다. ymod는 M×1벡터 ymod= [ymod[n] ymod[n-1] … ymod[n-M+1]]T·[·]T 벡터의 전치다.
X는 M×[2·N·(Q+1)]매트릭스로 X = [X1 X2], X p =[Xp ,1 Xp ,2 …Xp ,N], X p,k =[Xp,k,0 Xp ,k,1 …Xp ,k,Q], X p ,k,q =[|Xp[n-q]|k-1·Xp[n-q] |Xp[n-q-1]|k-1·Xp[n-q-1] …|Xp[n-q-M+1]|k-1·Xp[n-q-M+1] ]T이고, h는 [2N·(Q+1)]×1벡터로 h = [h1 h2]T, h p =[hp,1 hp ,2 …hp ,N], h p ,k =[hp ,k,0 hp ,k,1 …hp ,k,Q] 이다.
단일 경로 RF PA를 갖는 종래의 행동 모델은 입력 전력 매트릭스와 계수 벡터를 신호에 따라 나누지 않는다. 하지만 본 발명에서는 다중경로 RF PA 전송장치는 분리된 입력 신호를 위한 입력 전력 매트릭스와 계수 벡터를 생성한다. 상기 [수학식 6]의 계수값을 추출하기 위해 최소 평균 자승법(least mean square: LMS)을 사용하여 [수학식 10]에서 정의된 NMSEmod 를 도출한다. 계수 벡터는 [수학식 10]을 최소화하는 것으로 얻을 수 있고 이는 다음의 [수학식 12]와 같다.
[수학식 12]
Figure 112012062370577-pat00013
여기서, y는 측정된 출력의 데이터로 구성되며, [y[n] y[n-1]... y[n-M+1]]T·[·]H . 에르미트 매트릭스로 표시할 수 있다. 각 경로의 출력신호는 아래의 [수학식 13]과 같다.
[수학식 13]
Figure 112012062370577-pat00014
여기서, yp , mod=[yp , mod[n] yp , mod[n-1]... yp , mod[n-M+1]]T 는 [수학식 12]에 나타낸 y[n] 신호의 계수 벡터 h는 NMSEmod 로 결정할 수 있다. 하지만 계수 벡터는 신호 yp[n]의 NMSEmod 의 최소화를 보장할 수 없다.
예를 들면 s1(x[n]) = s2(x[n]) = x0[n]과 각 경로의 함수가 fp , sys(·) 인 것을 고려해 불 수 있으며, f0(·) 임의의 0이 아닌 함수에서 yp,mod(x0[n])=fp,sys(x0[n])+(-1)p·f0(x0[n]) 계수 벡터 h를 만든다고 가정한다. yp,mod(x0[n]) 합은 ymod(x0[n])=f1,sys(s1(x[n]))+f2,sys(s2(x[n]))가 된다.
행동 모델 계수 h를 추출하기 위해 NMSEmod 를 최소화한다. 하지만 이 경우 f0(·)이기 때문에 hp는 NMSEmod 를 최소화 할 수 없다. 따라서 입력신호에 가중치를 두어 각 경로의 상태를 알아내는 정확한 계수값을 추출하는 방법을 제안하였다.
도 3은 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링 장치(100) 즉, 가중치 고려한 송신기 모델 구조를 도시한 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링 장치(100)는, 복수개의 입력신호를 분리하는 신호분리기(110)와, 신호분리기(110)로부터 인가받은 입력신호에 가중치를 곱하는 가중치 곱셈기(120)와, 가중치가 곱해진 입력신호를 증폭하는 증폭기(130), 및 증폭기(130)에 의해 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 신호결합기(140)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 가중치 행동모델링 장치(100)는, 가중치 입력기(150)를 통하여 신호결합기(140)를 통해 출력되는 신호와 가중치가 반영된 분리된 입력 신호를 이용하여 각 경로의 전력 증폭기의 비선형 특성을 모델링함으로써 전체 시스템의 모델의 정확도를 향상시키는 장치이다.
세부적으로 살피면, 신호분리기에 의해 분리된 입력신호 각 경로 xp는 wp (k)가 곱해진다. RF 전력 증폭기(Power Amplifier: PA)의 가중치가 적용된 각 경로는 xp_w (k) = wp (k)·xp과 같이 나타낼 수 있고, 다중 경로 RF PA의 행동모델을 찾아내는데 사용된다. k-th 가중치 적용된 입력신호 xp_w (k), 매트릭스 Xw (k) 는 매트릭스 X와 같은 방법으로 정의된다.
입력 신호 xp_w (k)[n]의 출력 신호는 yw (k)[n]로 나타낸다. 이 경우 출력 벡터와 입력 전력 매트릭스를 상기 [수학식 12]와 같이 나타내면 다음의 [수학식 14]와 같이 가중치된 입력 신호로 다시 정의할 수 있다.
[수학식 14]
Figure 112012062370577-pat00015
이 벡터와 매트릭스에서 새로운 계수 벡터를 얻으면 다음의 [수학식 15]와 같이 도출된다.
[수학식 15]
Figure 112012062370577-pat00016
다양한 가중치를 갖는 분리된 각 경로의 신호들을 위한 y[n]을 얻으려면 [수학식 15]의 계수벡터는 NMSEmod 를 반드시 최소화해야 한다. 위 예에서 [수학식 15]에서 추출한 h는 f0()는 제로(0) 함수를 만든다. 그 결과 [수학식 15]에서 추출한 계수벡터를 사용하여 NMSEmod 를 최소화하면 y[n]뿐만 아니라 yp[n]도 정확한 값을 얻을 수 있다.
다중경로를 갖는 무선 전송기의 여러 전치왜곡기 구조를 설명한다. 전치 왜곡기의 목적은 입력신호와 출력신호사이의 왜곡을 최소화 하고 출력신호의 spectral regrowth 를 줄이는 것이다. 전치왜곡 장치는 왜곡된 출력신호 NMSE 줄이는 방향으로 설계된다.
왜곡된 출력신호는 선형적으로 출력될 출력신호와 왜곡된 신호의 에러로 정의된다. elin ,y[n]=y[n]-α·x[n]로 나타낼 수 있고, α는 무선전송기의 기대되는 이득이다. NMSElin 는 전송기의 선형성을 나타내며 다음의 [수학식 16]과 같이 정의된다.
[수학식 16]
Figure 112012062370577-pat00017

한편, 도 4는 다중 경로 RF PA를 갖는 무선전송기의 다양한 전치왜곡 구조를 도시한 도면이다.
전치왜곡 장치의 개수와 위치에 따라 구조를 분류할 수 있는데 중앙화 전치왜곡 구조와 분산형 전치왜곡 구조로 나눌 수 있다.
도 4의 (a)는 중앙화 전치왜곡 구조를 도시한 도면이다.
하나의 전치왜곡 장치가 입력신호 x[n]을 다룬다. 이 경우 각각의 특성을 고려할 필요가 없어서 전통적인 단일 경로 RF PA 전치왜곡장치 설계와 동일하다.
도 4의 (b), (c)는 분산형 구조로 각각의 경로에 전치왜곡장치가 사용된 것을 도시한 도면이다. 도 4의 (b) 경우 입력신호 x[n]이 고려된 전치왜곡기를 각 경로에 분배하여 사용한 것이고, 도 4의 (c) 경우는 분리된 신호xp[n]를 사용한 것이며, 도 4의 (d)는 도 4의 (c) 경우에 cross-talk까지 고려한 경우다. 다중안테나를 채용하는 MIMO 시스템 분석에는 공기중에서 발생하는 간섭현상 때문에 cross-talk을 고려한다. 하지만 전술한 도 1에서의 경우에는 이 영향이 작아 무시될 수 있다. 따라서 본 발명에서는 이 영향을 고려하지 않는다.
중앙화 전치왜곡기를 g(·)으로 표시하고 분산형 p번째 전치왜곡기는 gp(·)로 표시한다. 전치왜곡 블록인 g(·)와 gp(·)는 식 16에서 NMSElin 를 최소하는 방향으로 설계된다. 도 4의 (b)는 gp(·)-sp(·)-fp(·), (d)는 sp(·)-gp(·)-fp(·)의 구조로 구성되어 있다. 전치왜곡 함수 gp(·)는 (b)의 경우 sp(·)-fp(·)의 직렬연결 역함수를 알아야하고, 도 4의 (c) 경우는 fp(.) 의 역함수를 알아야한다. 따라서, 제안된 행동모델을 통해 알아낸 비선형성을 전치왜곡 장치에서 보상해주기 위해서는 도 4의 (c)구조가 도 4의 (b) 구조보다 효과적인 방법이 될 수 있다.
한편, 도 4의 (c)구조에 따른 신호는 다음의 [수학식 17]과 같이 도출된다.
[수학식 17]
Figure 112012062370577-pat00018

전치왜곡장치 설계방법은 직접 학습방법과 간접학습 두 가지로 분류할 수 있다. 본 발명에서는 분산형 전치왜곡의 설계방식으로 직접학습 방식과 간접학습 방식을 제안한다.
먼저, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 간접학습 방식 분산형 전치 왜곡 장치에 대해 살피면 아래와 같다.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치(200)는, 복수개의 입력신호를 분리하는 입력신호분리기(210)와, 입력신호분리기(210)로부터 도 3에서 설명한 방법으로 각 경로의 가중치가 고려된 입력신호를 증폭기(230)의 비선형 함수의 역함수 역할에 해당하는 신호로 전치왜곡하는 입력신호 전치왜곡기(220)와, 증폭기(230)는 전치왜곡된 입력신호를 비선형 특성에 의해 선형화된 신호로 증폭하여 출력하며, 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 신호결합기(240)와, 신호결합기(240)로부터 출력되는 출력신호를 함수 sp(·)를 이용하여 두 개의 출력신호로 분리하는 출력신호분리기(250), 및 출력신호분리기(250)로부터 출력되는 출력신호를 전치왜곡하는 출력신호 전치왜곡기(260)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치(200)의 출력신호 전치왜곡기(260)는 입력신호 전치왜곡기(220)와 동일한 특성을 갖으며, 입력신호 전치왜곡기(220)에 의해 사전 왜곡된 입력신호와 출력신호분리기(250)로부터 출력되는 출력신호를, 전치왜곡된 출력신호 사이의 에러를 최소화 하는 전치왜곡기의 계수를 추출 하여 두 전치왜곡기(220, 260)를 갱신함으로써 선형화한다.
구체적으로 살피면, 출력신호분리기에 의해 출력되는 출력신호를 함수 sp(·)를 이용하여 두 신호로 분리된다. 이 두 신호는 전치왜곡 함수인 gp(·)로 입력된다. 출력신호 gp(sp(y[n]))은 gp(sp(x[n]))과 비교되고 에러 정의는 다음과 같다.
[수학식 18]
Figure 112012062370577-pat00019
주어진 sp(·)에 대해 ez,p[n]을 최소화하는 방향으로 gp(·)가 설계되며, [수학식 18]에서 gp(·)가 bounded-input bounded-output (BIBO) 함수면 가역성이 있고, |gp(sp(y[n]))- gp(sp(x[n]))|<ε→|sp(y[n])-sp(x[n])|≤δ1 ε과 δ1 는 양의 실수이다.
sp(·)가 BIBO 함수이고 역함수가 있다면 |y[n]-x[n]|≤δ2 가 되고 δ2 는 양의 실수이다. NMSElin 를 감소시키는 gp(·)를 설계하였다. 상기 [수학식 5]의 메모리 다항식을 사용하여 전치왜곡 함수를 표현하면, 메모리 다항식을 만족하도록 아래의 [수학식 19]와 같이 계수를 결정해야 한다.
[수학식 19]
Figure 112012062370577-pat00020

한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 가중치 행동모델링을 활용한 직접학습방법 분산형 전치 왜곡 장치에 대해 살피면 아래와 같다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치(300)는, 복수개의 입력신호를 분리하는 신호분리기(310)와, 신호분리기(310)로부터 인가받은 입력신호를 전치왜곡하는 전치왜곡기(320)와, 전치왜곡된 입력신호를 각 경로의 비선형 특성에 의해 선형화된 신호를 증폭하는 증폭기(330)와, 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 신호결합기(340)와, 전치왜곡기(320) 및 가중치 곱셈기(360)로 Pilot 신호 가중치를 입력하는 가중치 입력기(350)와, 신호분리기(310)로부터 인가받은 입력신호와 가중치 입력기(350)로부터 입력받은 Pilot 신호 가중치를 곱해주는 가중치 곱셈기(360), 및 신호결합기(340)로부터 출력되는 출력신호와 가중치 곱셈기(360)에 의해 Pilot 신호 가중치에 따라 전치왜곡된 신호를 토대로 각 경로의 특성이 고려된 신호를 도출하는 예측부(370)를 포함하여 구성된다.
또한, 본 발명의 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치(300)는, 예측부(370)에 의해 도출된 각 경로의 특성이 고려된 신호를 전치왜곡기(320)로 입력하는 전치왜곡기 추출부(380)를 더 포함하여 구성된다.
구체적으로, 도 5에 구성된 간접학습 방법에서는 fp(·)를 추출할 필요가 없다. 하지만 도 6에 나타낸 직접학습 방법에서는 RF PA fp(·)를 추출하고 이의 역함수를 구한하다. 따라서, 직접 학습방식을 사용한 분산형 전치왜곡은 우선 각 경로의 행동모델을 fp(·) 추출해야한다.
행동모델 추출방법은 앞서 도 3에 도시된 바와 같이 제안된 방법을 통해서 구한다. 기존의 단일 경로만을 고려한 방법과 달리 Pilot 신호 가중치를 통해 각 경로의 특성이 고려된 fp(·)가 추출된다. 추출된 fp(·)를 기반으로 역함수 gp(·)를 설계한다.
두 개의 서로 다른 비선형 AM/AM AM/PM 특성을 갖는 전력 증폭기를 그림7에서 도시하였다. 본 설명에서는 2가지 다른 특성을 예로 들었지만 n개의 전력증폭기의 경우에도 같은 방식으로 적용할 수 있다.
한편, 도 7은 본 발명에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치의 서로 다른 비선형 특성을 갖는 a, b 전력 증폭기를 도시한 구성도이다.
본 발명에서 제안한 방법과 종래에 방법의 성능 비교를 위하여 [표 1]에 밸런스 RF 전력증폭기와 LINC 경우 두 가지 경우를 NMSE mod 비교 실험하였다. 밸런스 타입의 경우 기존 방식과 제안된 경우를 볼 때 차이가 없으나 LINC의 경우 기존 방식과 제안된 방식의 성능이 차이가 발생한다. 특히, 기존방식으로 모델링을 수행하면 전력증폭기 특성이 동일하다고 가정한 경우와 다르다고 가정한 경우의 성능차가 19dB 이상 차이가 발생한다. 하지만 제안된 방법으로 모델링을 수행하면 동일하다고 가정한 경우와 유사한 성능을 보이는 것을 확인할 수 있다.
Figure 112012062370577-pat00021
사전 왜곡장치의 효과를 NMSE lin로 비교해 볼 수 있다. 이 수치는 낮을 수록 원 신호와 유사함을 나타내는 지표로 본 발명에서 제안한 방법으로 장치를 구현하였을 때 [표 2]와 같은 개선된 효과를 나타낼 수 있음을 알 수 있다. 기존 방식인 집중형 왜곡 장치의 경우 제안된 방법과 비교하면 전력 증폭기 성능이 다른 경우에 제안된 방법이 더 낮은 수치로 성능이 우수함을 나타낸다. 특히 LINC의 경우 성능 차이는 39dB 이상 차이가 발생함을 확인할 수 있다.
Figure 112012062370577-pat00022
에러 성능 지표로 표로 알아보았고 스펙트럼 분석으로 도 8과 도 9에서 성능을 확인하였다. 도 8의 경우 종래의 집중형 방식의 경우 사전왜곡 장치를 통과한 신호의 스펙트럼이 사전왜곡장치를 통과하지 않는 것과 크게 다르지 않아 기존 방식의 한계를 보여준다. 하지만, 본 발명에서 제안한 방법을 사용한 경우 도 9에 도시된 바와 같이 10MHz에서 20dB 가량 차이가 보이며 사전왜곡장치를 통과한 스펙트럼이 입력 신호와 동일한 수준의 결과를 보임을 확인할 수 있다.
앞서 설명한 예는 두 가지의 다른 특성을 갖는 전력증폭기 특성을 가지고 설명하였으나 2개 이상 다수의 전력증폭기를 갖는 경우에도 같은 방식으로 적용이 가능하다. MIMO, OFDM, Smart Array 안테나 등의 다중 경로를 갖는 시스템에도 동일한 방법으로 성능을 개선하는데 활용할 수 있을 것으로 예측된다.
이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링 방법에 대해 살피면 아래와 같다.
먼저, 신호분리기가 복수개의 입력신호를 분리한다(S10).
이어서, 가중치 입력기가 입력신호에 가중치를 입력한다(S20).
뒤이어, 전치왜곡기가 신호분리기로부터 인가받은 입력신호를 가중치에 따라 사전 왜곡한다(S30).
이어서, 증폭기가 가중치에 따라 전치왜곡된 입력신호를 입력받아 선형화된 신호로 증폭한다(S40).
그리고, 신호결합기가 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력한다(S50).
이때, 출력된 신호와 알고 있는 입력과 가중치 pilot 신호를 통해 행동 모델([수학식 15])의 계수를 추출하여 각 경로의 행동모델을 정의한다.
또한, 도 11을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 간접학습 방식 분산형 전치 왜곡 방법에 대해 살피면 아래와 같다.
먼저, 입력신호분리기가 복수개의 입력신호를 분리한다(S10).
이어서, 전치왜곡기가 입력신호분리기로부터 인가받은 입력신호를 전치왜곡한다(S20).
뒤이어, 증폭기가 전치왜곡된 입력신호를 증폭기의 비선형 특성과 결합되어 선형화된 증폭 신호로 증폭한다(S30).
이어서, 신호결합기가 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력한다(S40).
뒤이어, 출력신호분리기가 신호결합기로부터 출력되는 출력신호를 함수 sp(·)를 이용하여 두 개의 출력신호로 분리한다(S50).
그리고, 입력신호 전치왜곡기에 의해 전치왜곡된 입력신호와 출력신호분리기로부터 출력되는 출력신호를 토대로, 출력신호 전치왜곡기가 사전왜곡한 신호의 에러를 최소화 하는 왜곡장치의 계수를 추출한다.(S60).
그리고, 도 12를 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 직접학습방식 분산형 전치 왜곡 방법에 대해 살피면 아래와 같다.
먼저, 신호분리기가 복수개의 입력신호를 분리한다(S10).
이어서, 전치왜곡기가 신호분리기로부터 인가받은 입력신호를 전치왜곡한다(S20).
뒤이어, 증폭기가 전치왜곡된 입력신호를 증폭기의 비선형 특성과 결합되어 선형화된 증폭 신호를 출력한다(S30).
이어서, 신호결합기가 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력한다(S40).
뒤이어, 가중치 곱셈기가 전력 증폭기로 Pilot 신호 가중치가 곱해진 입력신호를 입력한다(S50).
이어서, 신호분리기로부터 인가받은 입력신호와 가중치 입력기로부터 입력받은 Pilot 신호 가중치가 반영된 신호를 사전왜곡한다(S60).
뒤이어, 예측부가 신호결합기로부터 출력되는 출력신호와 가중치 곱셈기에 의해 Pilot 신호 가중치에 따라 선형화된 신호를 토대로 각 경로의 특성이 반영된 모델을 도출한다(S70).
그리고, 전치왜곡기 추출부가 예측부에 의해 도출된 각 경로의 특성이 고려된 계수들을 전치왜곡기로 입력한다(S80).
아울러, 분리된 신호들은 가중치가 곱해진 후 각 전치왜곡기를 통해 전치왜곡되며 이 신호들은 각 증폭기를 통해 증폭되고 선형화된 출력들이 되어 신호결합기를 통해 최종 출력이 출력된다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100, 200, 300: 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치
110: 신호분리기 120: 전치왜곡기
130: 증폭기 140: 신호결합기
150: 가중치 입력기 210: 입력신호분리기
220: 입력신호 전치왜곡기 230: 증폭기
240: 신호결합기 250: 출력신호분리기
260: 출력신호 전치왜곡기 310: 신호분리기
320: 전치왜곡기 330: 증폭기
340: 신호결합기 350: 가중치 입력기
360: 가중치 곱셈기 370: 예측부
380: 전치왜곡기 추출부

Claims (9)

  1. 다중 경로 전력 증폭 송신기 모델링 방법에 있어서,
    복수개의 입력신호를 분리하는 신호분리기;
    상기 신호분리기로부터 인가받은 입력신호에 가중치를 곱하는 가중치 곱셈기;
    상기 가중치 곱셈기에 의해 가중치가 곱해진 입력신호를 증폭하는 증폭기;
    상기 증폭기에 의해 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 신호결합기; 및
    상기 신호결합기를 통해 출력되는 신호만으로 각 경로를 구분할 수 있는 상호 수직인 신호를 갖는 가중치를 상기 가중치 곱셈기로 입력하는 가중치 입력기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링 장치.
  2. 삭제
  3. 다중 경로 전력 증폭 송신기 모델링의 간접학습을 이용한 분산형 전치 왜곡 장치에 있어서,
    입력신호를 복수 개의 기저함수를 사용하여 각각 복수개의 신호로 분리하는 입력신호분리기;
    상기 입력신호분리기로부터 인가받은 분리된 입력신호를 전치왜곡하는 입력신호 전치왜곡기;
    선형화된 입력신호를 증폭하는 증폭기;
    증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 신호결합기;
    상기 신호결합기로부터 출력되는 출력신호를, 상기 입력신호분리기가 사용하는 상기 복수 개의 기저함수를 사용하여 복수 개의 출력신호로 분리하는 출력신호분리기; 및
    상기 출력신호분리기로부터 출력되는 출력신호를 전치왜곡하는 출력신호 전치왜곡기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 출력신호 전치왜곡기는 상기 입력신호 전치왜곡기와 동일한 특성을 갖도록 구성되되,
    상기 입력신호 전치왜곡기에 의해 전치왜곡된 입력신호와 상기 출력신호분리기로부터 출력되는 출력신호를 전치왜곡하여 두 신호 사이의 에러를 최소화하는 전치왜곡기를 계수를 추출하여 두 전치왜곡기를 갱신하여 선형화하는 것을 특징으로 하는 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치.
  5. 다중 경로 전력 증폭 송신기 모델링의 직접학습을 이용한 분산형 전치 왜곡 장치에 있어서,
    복수개의 입력신호를 분리하는 신호분리기;
    상기 신호분리기로부터 인가받은 입력신호를 전치왜곡하는 전치왜곡기;
    전치왜곡된 입력신호를 인가받아 비선형 증폭기 특성과 결합하여 증폭하는 증폭기;
    증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 신호결합기;
    전치왜곡기 및 가중기 곱셈기로 Pilot 신호 가중치를 입력하는 가중치 입력기;
    상기 신호분리기로부터 인가받은 입력신호와 가중치 입력기로부터 입력받은 Pilot 신호 가중치를 입력신호와 곱하는 가중치 곱셈기; 및
    상기 신호결합기로부터 출력되는 출력신호와 Pilot 신호 가중치에 따라 선형화된 신호를 토대로 각 경로의 특성이 고려된 신호를 도출하는 예측부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 예측부에 의해 도출된 각 경로의 특성이 고려된 신호를 상기 전치왜곡기로 입력하는 전치왜곡기 추출부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 장치.
  7. 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 방법에 있어서,
    (a) 신호분리기가 복수개의 입력신호를 분리하는 단계;
    (b) 가중치 입력기가 입력신호에 가중치를 곱하는 단계;
    (c) 전치왜곡기가 상기 신호분리기로부터 인가받은 입력신호를 상기 가중치에 따라 전치왜곡하는 단계;
    (d) 증폭기가 가중치에 따라 전치왜곡된 입력신호를 입력받아 선형화된 신호로 증폭하는 단계; 및
    (e) 신호결합기가 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 단계;를 포함하되,
    상기 가중치는,
    상기 신호결합기를 통해 출력되는 신호만으로 각 경로를 구분할 수 있는 상호 수직인 신호를 갖는 가중치인 것을 특징으로 하는 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 방법.
  8. 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 방법에 있어서,
    (a) 입력신호분리기가 입력신호를 복수 개의 기저함수를 사용하여 각각 복수개의 신호로 분리하는 단계;
    (b) 전치왜곡기가 상기 입력신호분리기로부터 인가받은 분리된 입력신호를 전치왜곡하는 단계;
    (c) 증폭기가 전치왜곡된 입력신호가 증폭기의 비선형 특성이 반영되어 선형화된 신호를 증폭하는 단계;
    (d) 신호결합기가 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 단계;
    (e) 출력신호분리기가 상기 신호결합기로부터 출력되는 출력신호를, 상기 입력신호분리기가 사용하는 상기 복수 개의 기저함수를 사용하여 복수 개의 출력신호로 분리하는 단계; 및
    (f) 입력신호 전치왜곡기에 의해 전치왜곡된 입력신호와 상기 출력신호분리기로부터 출력되는 출력신호를 토대로, 출력신호 전치왜곡기가 전치왜곡한 신호의 에러를 최소화 하는 전치왜곡장치의 계수를 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 방법.
  9. 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 방법에 있어서,
    (a) 신호분리기가 복수개의 입력신호를 분리하는 단계;
    (b) 전치왜곡기가 상기 신호분리기로부터 인가받은 입력신호를 전치왜곡하는 단계;
    (c) 증폭기가 전치왜곡된 입력신호가 증폭기의 비선형 특성이 반영되어 선형화된 신호를 증폭하는 단계;
    (d) 신호결합기가 증폭된 입력신호들을 결합하여 출력하는 단계;
    (e) 가중치 곱셈기가 Pilot 신호 가중치를 입력신호와 곱하여 예측부로 입력하는 단계;
    (f) 예측부가 상기 신호분리기로부터 인가받은 입력신호와 가중치 입력기로부터 입력받은 Pilot 신호 가중치를 이용하여 각 경로의 전력 증폭기의 행동 모델을 예측하는 단계;
    (g) 예측부가 상기 신호결합기로부터 출력되는 출력신호와 Pilot 신호 가중치가 적용된 신호를 토대로 각 경로의 특성이 고려된 행동 모델 계수를 도출하는 단계; 및
    (h) 전치왜곡기 추출부가 상기 예측부에 의해 도출된 각 경로의 특성이 고려된 신호를 상기 전치왜곡기로 입력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중경로 RF 전력 증폭기를 갖는 무선통신 시스템용 행동모델링을 활용한 분산형 전치 왜곡 방법.
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