KR101936665B1 - 무선 주파수 회로, 전송기, 기지국 및 사용자 단말 - Google Patents

무선 주파수 회로, 전송기, 기지국 및 사용자 단말 Download PDF

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웨이 후앙
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Abstract

본 발명의 실시예는 제1 회로 및 제2 회로를 포함하는 무선 주파수 회로를 제공한다. 상기 제1 회로는 제1 신호 및 제2 신호를 수신하고, 제1 신호를 제3 신호 및 제4 신호로 분할하고, 제2 신호를 제5 신호 및 제6 신호로 분할하고, 제5 신호의 위상을 조정하여 제7 신호를 획득하며, 제7 신호 및 제3 신호를 제8 신호에 결합하도록 구성되어 있으며, 상기 제2 회로는 1차 전력 증폭기 브랜치 및 2차 전력 증폭기 브랜치를 포함하고, 1차 전력 증폭기 브랜치는 아웃페이징 회로를 포함하고, 2차 전력 증폭기 브랜치는 2차 전력 증폭기를 포함하고, 아웃페이징 회로는 제4 신호 및 제6 신호를 처리하도록 구성되어 있으며, 2차 전력 증폭기는 제8 신호를 처리하도록 구성되어 있다. 본 발명의 실시예에서 제공하는 무선 주파수 회로에서, 정격 전력의 제2 회로는 실제 애플리케이션 요건을 만족할 수 있도록 최고 효율에 도달할 수 있다.

Description

무선 주파수 회로, 전송기, 기지국 및 사용자 단말{RADIO FREQUENCY CIRCUIT, TRANSMITTER, BASE STATION AND USER TERMINAL}
본 발명은 통신 분야에 관한 것이며, 특히 무선 주파수 회로, 전송기, 기지국 및 사용자 단말에 관한 것이다.
무선 기지국에서, 무선 주파수 전력 증폭기의 에너지 소비는 기지국 장치의 전체 에너지 소비에서 매우 높은 비율을 차지한다. 에너지 소비를 줄이기 위해, 이중 입력 무선 주파수 회로, 예를 들어, 아웃페이징(outphasing) 회로, 또는 1차 전력 증폭기 및 2차 전력 증폭기를 포함하는 도허티(Doherty, DHT) 회로가 일반적으로 전력 증폭 효율을 향상시키는 데 사용된다. 그렇지만, 종래의 이중 입력 무선 주파수 회로가 백-오프 효율을 향상시키는데 사용될 때, 전력 백-오프 포인트와 고전력 포인트 사이의 효율이 상당히 감소 될 수 있다. 마지막으로, 변조된 파를 출력하기 위한, 기지국과 같은 장치의 효율이 영향을 받는다.
이중 입력 무선 주파수 회로의 상당히 감소된 효율을 개선하기 위해, 종래 기술에서는 DHT 회로와 아웃페이징 회로를 조합하여 복합 무선 주파수 회로를 형성한다. 즉, DHT 회로의 1차 전력 증폭기로서 아웃페이징 회로를 사용하고, 그런 다음 2차 전력 증폭기를 부가하여 부하 변조(load modulation)를 수행한다. 복합 무선 주파수 회로는 전력 백-오프 포인트와 고전력 포인트 사이의 이중 입력 무선 주파수 회로의 상당히 감소된 효율을 효과적으로 개선할 수 있다. 그렇지만, 이중 입력 고주파 회로의 입력 신호의 수량이 원래의 2개에서 3개로 증가하고, 결과적으로 복합 고주파 회로 전체의 크기가 과도하게 커지게 된다. 또한, 복합 무선 주파수 회로에 3개의 입력 신호를 제공하기 위해, 복합 무선 주파수 회로에 3개의 전송 채널을 배치할 필요가 있다. 따라서, 복합 라디오 주파수 회로는 비교적 사용 비용이 크고, 대규모 애플리케이션 및 보급에 바람직하지 않다.
전송 채널의 수량을 줄이기 위해, 종래의 일반적인 방법에서는 2개의 송신 채널을 통해 전송된 신호는 분할 또는 조합과 같은 작동을 수행함으로써 3개의 입력 신호로 변환되고, 3개의 입력 신호는 복합 무선 주파수 회로에 연결된다. 그렇지만, 이 방법을 사용하여 3개의 입력 신호를 얻은 후에, 2개의 전송 채널을 통해 송신된 신호가 조정될 때, 적어도 하나의 입력 신호는 예상 값으로 조정될 수 없다. 결과적으로, 정격 전력에서의 합성 고주파 회로는 최적의 전력 증폭 효율에 도달할 수 없으며, 회로의 전반적인 성능은 열악하다.
본 발명의 실시예는 최적의 전력 증폭 효율을 달성할 수 있는 무선 주파수 회로를 제공한다. 본 발명의 실시예는 전송기, 기지국, 및 사용자 단말을 추가로 제공한다.
제1 관점에 따라, 본 발명의 실시예는 무선 주파수 회로를 제공하며, 상기 무선 주파수 회로는 제1 회로 및 제2 회로를 포함하며, 상기 제1 회로는 제1 신호 및 제2 신호를 수신하고, 제1 신호를 제3 신호 및 제4 신호로 분할하고, 제2 신호를 제5 신호 및 제6 신호로 분할하고, 제5 신호의 위상을 조정하여 제7 신호를 획득하며, 제7 신호 및 제3 신호를 제8 신호에 결합하도록 구성되어 있으며, 상기 제2 회로는 1차 전력 증폭기 브랜치 및 2차 전력 증폭기 브랜치를 포함하고, 1차 전력 증폭기 브랜치는 아웃페이징(outphasing) 회로를 포함하고, 2차 전력 증폭기 브랜치는 2차 전력 증폭기를 포함하고, 아웃페이징 회로는 제4 신호 및 제6 신호를 처리하도록 구성되어 있으며, 2차 전력 증폭기는 제8 신호를 처리하도록 구성되어 있다.
제1 관점의 제1 가능한 실시 방식에서, 상기 제1 회로는 마이크로스트립을 더 포함하며, 상기 마이크로스트립은 제5 신호의 위상을 조정하도록 구성되어 있으며, 상기 마이크로스트립의 길이는 제5 신호의 위상 시프트에 정비례한다.
전술한 가능한 실시 방식을 참조해서, 제1 관점의 제2 가능한 실시 방식에서, 상기 제1 회로는 감쇠 네트워크 및 컴바이너를 더 포함하며, 상기 감쇠 네트워크는 제7 신호 및 제3 신호를 감쇠하도록 구성되어 있으며, 상기 컴바이너는 상기 감쇠한 제7 신호 및 상기 감쇠한 제3 신호를 제8 신호에 결합하도록 구성되어 있다.
전술한 가능한 실시 방식을 참조해서, 제1 관점의 제3 가능한 실시 방식에서, 상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 변조된 신호에 대해 위상 분해를 수행함으로써 획득되며, 다음을 포함한다:
제1 신호의 위상은
Figure 112017064337016-pct00001
이고, 제2 신호의 위상은
Figure 112017064337016-pct00002
이고,
Figure 112017064337016-pct00003
의 값 범위는 0°내지 90°이고 제1 신호의 진폭은 제2 신호의 진폭과 같으며,
Figure 112017064337016-pct00004
는 시간 관련 함수이고, t≥0이며, t는 시간을 나타낸다.
전술한 가능한 실시 방식 중 어느 하나를 참조해서, 제1 관점의 제4 가능한 실시 방식에서, 제8 신호를 처리하도록 구성되는 있는 2차 전력 증폭기는: 제8 신호가 2차 전력 증폭기의 신호 입력단으로부터 입력되는 것과, 제8 신호의 진폭이 신호 임계값에 도달할 때, 2차 전력 증폭기가 제8 신호에 대해 증폭 프로세싱을 수행하기 시작하는 것을 포함하고, 상기 신호 임계값은 2차 전력 증폭기를 시작하는 데 필요한 최소 신호 진폭이며, 2차 전력 증폭기의 전도 각의 값은 120°보다 크다.
제2 관점에 따라, 본 발명의 실시예는 제1 관점에서 제공하는 무선 주파수 회로를 포함하는 전송기를 제공한다.
제3 관점에 따라, 본 발명의 실시예는 제2 관점에서 제공하는 전송기를 포함하는 기지국을 제공하며, 기지국은 통신 인터페이스, 프로세서, 및 파워 서플라이를 더 포함한다.
제4 관점에 따라, 본 발명의 실시예는 제2 관점에서 제공하는 전송기를 포함하는 사용자 단말을 제공하며, 사용자 단말은 메모리, 외부 포트, 무선 주파수 회로, 주변 인터페이스, 프로세서, 및 파워 서플라이를 더 포함한다.
본 발명의 실시예는 제1 회로 및 제2 회로를 포함하는 무선 주파수 회로를 제공한다. 상기 제1 회로는 제1 신호 및 제2 신호를 수신하고, 제1 신호를 제3 신호 및 제4 신호로 분할하고, 제2 신호를 제5 신호 및 제6 신호로 분할하고, 제5 신호의 위상을 조정하여 제7 신호를 획득하며, 제7 신호 및 제3 신호를 제8 신호에 결합하도록 구성되어 있다. 상기 제2 회로는 1차 전력 증폭기 브랜치 및 2차 전력 증폭기 브랜치를 포함하고, 1차 전력 증폭기 브랜치는 아웃페이징 회로를 포함하고, 2차 전력 증폭기 브랜치는 2차 전력 증폭기를 포함하고, 아웃페이징 회로는 제4 신호 및 제6 신호를 처리하도록 구성되어 있으며, 2차 전력 증폭기는 제8 신호를 처리하도록 구성되어 있다. 본 발명의 실시예에서, 서로 다른 제1 신호 및 제2 신호는 서로 다른 제4 신호 및 제6 신호에 대응하고, 제8 신호는 제5 신호에 대해 위상 조정을 수행함으로써 제어될 수 있다. 그러므로 제2 회로에 입력되는 제4 신호, 제6 신호, 및 제8 신호는 제2 회로와 일치하는 최적의 파라미터에 조정될 수 있으며, 정격 전력의 제2 회로는 최고 효율에 도달할 수 있고, 회로의 성능은 우수하며, 실제 애플리케이션 요건을 만족할 수 있다.
도 1은 종래기술의 복합 무선 주파수 회로에 대한 개략적인 구조도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 회로에 대한 개략적인 구조도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제1 회로의 특정한 예시적 회로의 입력/출력 특성 곡선을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다른 무선 주파수 회로에 대한 개략적인 구조도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 무선 주파수 회로에서의 제8 신호의 위상-위상 곡선을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 기지국에 대한 개략적인 구조도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 사용자 단말에 대한 개략적인 구조도이다.
본 발명의 실시예는 회로의 출력 전력 및 효율을 개선하기 위해 무선 주파수 회로를 제공하며, 이하에 상세하게 설명한다.
종래기술에서, 복합 무선 주파수 회로는 1차 전력 증폭기 브랜치 및 2차 전력 증폭기 브랜치를 포함한다. 복합 무선 주파수 회로에 입력 신호를 제공하는 회로의 구조에 대해서는 도 1을 참조한다. 제1 전송 채널 상에서 전송된 신호는 신호 ① 및 신호 ②로 분할되고, 제1 전송 채널 상에서 전송된 신호는 신호 ③ 및 신호 ④로 분할된다. 신호 ① 및 신호 ③은 복합 무선 주파수 회로의 2차 전력 증폭기의 입력으로 사용되고, 신호 ② 및 신호 ④를 결합함으로써 획득된 신호 ⑤는 복합 무선 주파수 회로의 2차 전력 증폭기 브랜치의 입력으로 사용된다. 신호 분할 및 결합은 커플러 및 전력 스플리터와 같은 회로 또는 구성요소에 의해 실행되며, 분할 규칙은 분할을 수행하는 회로 또는 구성요소의 특성에 좌우된다. 예를 들어, 복합 무선 주파수 회로에 입력 신호를 제공하는 회로의 위상 시프트가 0이라 하면, 제1 전송 채널 상에서 전송되는 신호는
Figure 112017064337016-pct00005
이고, 제2 전송 채널 상에서 전송되는 신호는
Figure 112017064337016-pct00006
이고, 0°내지 90°의 범위의 전력 스플리터는 분할 및 결합을 수행하는 데 사용된다. 분할 후, 신호 ①은
Figure 112017064337016-pct00007
이고, 신호 ②는
Figure 112017064337016-pct00008
이고, 신호 ③은
Figure 112017064337016-pct00009
이며, 신호 ④는
Figure 112017064337016-pct00010
이다. 결합 후, 신호 ⑤는
Figure 112017064337016-pct00011
이다.
Figure 112017064337016-pct00012
은 제1 전송 채널 상에서 전송되는 신호의 피크이고,
Figure 112017064337016-pct00013
은 제1 전송 채널 상에서 전송되는 신호의 위상이고,
Figure 112017064337016-pct00014
는 제2 전송 채널 상에서 전송되는 신호의 피크이며,
Figure 112017064337016-pct00015
는 제2 전송 채널 상에서 전송되는 신호의 위상이다. 위의 예로부터 회로 구조가 결정된 후, 제1 전송 채널 및 제2 전송 채널의 파라미터
Figure 112017064337016-pct00016
,
Figure 112017064337016-pct00017
,
Figure 112017064337016-pct00018
, 및
Figure 112017064337016-pct00019
는 신호 ① 및 신호 ③의 진폭 및 위상이 각각 항상 예상 값인 것을 보장하도록 조정되어야 한다. 결론적으로, 2차 전력 증폭기 브랜치에 입력되는 신호 ⑤의 진폭 및 위상 역시 변하지 않으며 신호 ⑤의 예상 값에 조정될 수 없다. 제1 전송 채널 및 제2 전송 채널 상에서 전송되는 신호를 조정하는 방법에 관계없이, 신호 ①, 신호 ③ 또는 신호 ⑤ 중 적어도 하나는 예상 값에 조정될 수 없다.
전술한 문제를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예는 무선 주파수 회로를 제공한다. 개략적인 구조도에 대해서는 도 2를 참조한다. 무선 주파수 회로는 주로:
제1 신호 및 제2 신호를 수신하고, 제1 신호를 제3 신호 및 제4 신호로 분할하고, 제2 신호를 제5 신호 및 제6 신호로 분할하고, 제5 신호의 위상을 조정하여 제7 신호를 획득하며, 제7 신호 및 제3 신호를 제8 신호에 결합하도록 구성되어 있는 제1 회로(201); 및
1차 전력 증폭기 브랜치 및 2차 전력 증폭기 브랜치를 포함하는 제2 회로로서, 1차 전력 증폭기 브랜치는 아웃페이징(outphasing) 회로를 포함하고, 2차 전력 증폭기 브랜치는 2차 전력 증폭기를 포함하고, 아웃페이징 회로는 제4 신호 및 제6 신호를 처리하도록 구성되어 있으며, 2차 전력 증폭기는 제8 신호를 처리하도록 구성되어 있는, 제2 회로(202)
를 포함한다.
제1 신호 및 제2 신호는 제1 회로(201)의 입력 신호이고 서로 다른 제1 신호 및 제2 신호는 서로 다른 제4 신호 및 제6 신호에 대응한다. 구체적으로, 분할 후, 서로 다른 제1 신호는 서로 다른 제4 신호에 대응하고, 분할 후, 서로 다른 제2 신호는 서로 다른 제6 신호에 대응한다.
제2 신호를 분할함으로써 획득된 제5 신호에 대해 위상 조정을 수행함으로써 획득되는 제7 신호는 제1 신호를 분할함으로써 획득된 제3 신호와 결합하여 제8 신호를 형성한다. 그러므로 제5 신호에 대해 위상 조정을 수행함으로써 제5 신호 상에서 서로 다른 각도의 위상 시프트가 발생하고, 제8 신호는 조정될 수 있다.
이 실시예는 제1 회로(201) 및 제2 회로(202)를 포함하는 무선 주파수 회로를 제공한다. 제2 회로(202)에 입력되는 3개의 입력 신호 모두가 제2 회로(202)와 일치하는 최적의 파라미터에 조정될 때만 정격 전력의 제2 회로(202)는 최고 효율에 도달할 수 있다. 이 실시예에서, 제4 신호 및 제6 신호는 제1 신호 및 제2 신호를 조정함으로써 제어될 수 있으며, 제8 신호는 제5 신호에 대해 위상 조정을 수행함으로써 제어될 수 있다. 이 방법에서, 제2 회로(202)에 입력되는 제4 신호, 제6 신호, 및 제8 신호 모두는 제2 회로(202)와 일치하는 최적의 파라미터에 유연하게 조정될 수 있으며, 정격 전력의 제2 회로(202)는 최고 효율에 도달할 수 있고, 실제 애플리케이션 요건이 만족될 수 있다.
선택적으로, 제1 회로(201)는 제5 신호의 위상을 조정하도록 구성되어 있는 마이크로스트립(microstrip)을 더 포함한다. 마이크로스트립의 길이는 제5 신호의 위상 시프트에 정비례한다. 마이크로스트립의 길이가 길수록 제5 신호의 위상 시프트는 더 크게 된다.
대안으로, 본 발명의 이 실시예에서, 지연 라인, 가변의 캐패시턴스 다이오드, 위상 시프터, 또는 다른 회로 또는 구성요소가 제5 신호의 위상을 조정하는 데 사용될 수 있다. 이것은 여기서 제한되지 않는다.
선택적으로, 본 발명의 다른 실시예에서, 제1 신호 및 제2 신호는 디지털 도메인 내의 변조된 신호에 대해 위상 분해(phase decomposition)를 수행함으로써 획득될 수 있다. 제1 신호 및 제2 신호는 동일한 진폭 및 역 위상을 가진다. 제1 신호 및 제2 신호의 진폭 및 위상은 변조된 신호의 진폭 또는 위상을 조정함으로써 조정될 수 있다. 변조된 신호는 통상적으로 사인파 신호에 대해 엔벨로프 변조를 수행함으로써 획득된다. 위상 분해가 디지털 도메인에서 수행될 때, 변조된 신호의 진폭과 변조된 신호의 분해 위상 간의 대응관계는 다음과 같다:
Figure 112017064337016-pct00020
여기서
Figure 112017064337016-pct00021
는 변조된 신호의 분해 위상의 순간 값을 나타내고,
Figure 112017064337016-pct00022
는 변조된 신호의 진폭의 순간 값을 나타내고,
Figure 112017064337016-pct00023
는 변조된 신호의 진폭의 피크를 나타내며,
Figure 112017064337016-pct00024
는 시간 관련 함수이고, t≥0이며, t는 시간을 나타내며, 0°<
Figure 112017064337016-pct00025
< 90°이다.
식 (1)로부터 알 수 있는 바와 같이, 변조된 신호의 분해 위상은 변조된 신호의 진폭에 따라 변한다. 특정한 순간에, 변조 신호의 진폭이 클수록 변조 신호의 분해 위상은 더 작게 되거나, 변조된 신호의 진폭이 작을수록 변조 신호의 분해 위상은 더 크게 된다.
식(1)에 나타난 위상 분해가 수행된 후, 변조된 신호는 제1 신호 및 제2 신호로 분해된다. 제1 신호 및 제2 신호의 진폭은 같고
Figure 112017064337016-pct00026
보다 크지 않으며, 제1 신호의 위상은
Figure 112017064337016-pct00027
이고, 제2 신호의 위상은
Figure 112017064337016-pct00028
이다.
제1 신호의 진폭과 제2 신호의 진폭은 같다. 진폭과 위상은 시간에 따라 변한다. 그러므로 분할 후 획득되는 제3 신호, 제4 신호, 제5 신호, 및 제6 신호, 그리고 제5 신호에 대해 위상 조정을 수행함으로써 획득된 제7 신호의 진폭과 위상 역시 시간에 따라 변한다. 제8 신호는 제7 신호와 제3 신호를 결합함으로써 획득되므로, 제8 신호의 진폭은 제7 신호와 제3 신호의 위상과 관련이 있다. 제5 신호의 위상에서 서로 다른 정도의 시프트가 발생할 수 있도록 제5 신호에 대해 위상 조정을 수행하며, 획득된 제8 신호는 서로 다른 위상-진폭 곡선을 가진다. 특정한 애플리케이션 예에 대해서는 도 3을 참조한다.
도 3은 제1 회로(201)의 특정한 예시적 회로의 입력/출력 특성 곡선을 나타낸다. 수평 좌표축은 변조된 신호의 분해 위상, 즉 제1 신호의 위상 값을 나타낸다. 수직 좌표축은 변조된 신호의 최대 전압값을 정규화함으로써 획득되는 제8 신호의 전압 진폭을 나타낸다. 서로 다른 곡선은 제5 신호의 서로 다른 위상 시프트에 대응하는 제8 신호를 나타낸다. 곡선 1은 제5 신호의 위상 시프트가 0일 때(즉, 위상 조정이 수행되지 않음)의 제8 신호를 나타낸다. 곡선 2는 제5 신호의 위상 시프트가 20°일 때의 대응하는 제8 신호를 나타낸다. 곡선 3은 제5 신호의 위상 시프트가 40°일 때의 대응하는 제8 신호를 나타낸다. 비교를 쉽게 하기 위해, 변조된 신호의 위상-진폭 곡선, 즉 곡선 0 역시 도 3에 부가되어 있다.
곡선 2 또는 곡선 3과 곡선 1을 비교하면 제5 신호의 위상이 조정된 후 제8 신호의 진폭값이 더 작게 된다는 것을 알 수 있다. 곡선 2와 곡선 3을 비교하면 제8 신호의 진폭값은 제5 신호의 위상 시프트를 조정하여 제어될 수 있고 제5 신호의 위상 시프트가 크게 할수록 제8 신호의 진폭이 작아진다는 것을 알 수 있다.
제2 회로(202)는 1차 전력 증폭기 브랜치 및 2차 전력 증폭기 브랜치를 포함한다. 1차 전력 증폭기 브랜치는 아웃페이징 회로를 포함하고, 2차 전력 증폭기 브랜치는 2차 전력 증폭기를 포함한다. 아웃페이징 회로는 통상적으로 클래스 B 또는 클래스 AB 조건에서 작동하고, 2차 전력 증폭기는 통상적으로 클래스 C 조건에서 작동한다. 제2 회로(202)가 작동할 때, 아웃페이징 회로는 작동 가능 상태를 유지하지만 2차 전력 증폭기는 초기 상태에서 시작하고 있지 않다. 2차 전력 증폭기는 2차의 신호 입력단에 입력된 제8 신호의 진폭이 2차 전력 증폭기를 시작할 수 있는 최소 신호 진폭에 도달할 때만, 즉 전도 각에 대응하는 신호 임계값에 도달할 때만 제8 신호에 대해 증폭 프로세싱을 수행하기 시작한다. 변조된 신호의 진폭이 비교적 작을 때는, 변조된 신호의 분해 위상이 상대적으로 크고, 제8 신호의 진폭이 비교적 작으며, 2차 전력 증폭기는 시작하지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 변조된 신호의 진폭이 비교적 클 때는, 변조된 신호의 분해 위상이 상대적으로 작고, 제8 신호의 진폭이 비교적 크며, 2차 전력 증폭기가 시작한다. 그러므로 2차 전력 증폭기는 변조된 신호의 진폭이 비교적 클 때만 시작하므로 회로의 전력 증폭 효율이 개선된다.
종래기술에서는, 2차 전력 증폭기가 통상적으로 그리드 전압 바이어스(grid voltage bias)를 사용함으로써 딥 클래스(deep class) C(즉, 2차 전력 증폭기의 전도 각이 비교적 작으며, 약 100°이다) 조건에 조정되어, 2차 전력 증폭기에 입력되는 신호의 진폭이 신호 임계값에 도달할 때만 2차 전력 증폭기가 시작하고, 2차 전력 증폭기의 전도 각이 작을수록 2차 전력 증폭기에 대응하는 신호 임계값이 크게 된다. 그렇지만, 2차 전력 증폭기의 전도 각이 비교적 작으면, 2차 전력 증폭기가 시작할 때, 제2 회로(202)의 포화 전력 및 이득 모두 크게 영향받는다. 결과적으로, 무선 주파수 회로의 포화 전력은 비교적 작고, 회로의 이득 곡선은 크게 억제되며, 실에 애플리케이션 요건이 만족될 수 없다. 2차 전력 증폭기의 전도 각이 그리드 전압 바이어스를 조정함으로써 증가하면, 2차 전력 증폭기에 대응하는 신호 임계값은 작게 되어, 제8 신호는 변조된 신호의 진폭이 비교적 작을 때만 신호 임계값에 도달할 수 있으며, 따라서 2차 전력 증폭기는 시작한다. 그렇지만, 입력 신호의 진폭은 비교적 작기 때문에, 무선 주파수 회로의 전력 증폭 효율은 비교적 낮다. 그러므로 종래기술에서는 무선 주파수 회로의 전력 증폭 효율 및 포화 전력이 균형을 이루지 않는다. 회로의 전력 증폭 효율은 회로의 포화 전력과 선형 특성의 희생으로 확보된다.
이 실시예에서, 제8 신호의 진폭 값은 제5 신호의 서로 다른 위상을 조정함으로써 조정되고, 회로의 포화 전력은 회로의 전력 증폭 효율이 확보될 때 개선될 수 있다. 구체적으로, 먼저, 제8 신호의 진폭이 더 작게 되므로, 이 실시예에서, 2차 전력 증폭기에 대응하는 신호 임계값은 변조된 신호의 진폭이 비교적 작을 때 제8 신호가 신호 임계값에 도달할 수 없다는 보장에 따라 적절하게 감소될 수 있다. 그러므로 회로의 전력 증폭 효율이 보장된다. 둘째, 이 실시예에서, 2차 전력 증폭기에 대응하는 신호 임계값은 감소될 수 있으며, 그러므로 2차 전력 증폭기는 2차 전력 증폭기의 그리드 전압 바이어스를 사용함으로써 라이트 클래스(light class) C에 조정될 수 있다(즉, 2차 전력 증폭기의 전도 각이 비교적 크다. 본 발명에서 제공하는 무선 주파수 회로에 있어서, 2차 전력 증폭기의 전도 각은 120°보다 큰 값일 수 있으며, 예를 들어, 160°일 수 있다). 이 방법에서, 2차 전력 증폭기가 시작된 후, 제2 회로(202)의 포화 전력이 증가한다. 결과적으로, 이 실시예에서, 제2 회로(202)의 포화 전력은 제2 회로(202)의 전력 증폭 효율이 감소함이 없이 개선될 수 있다.
예를 들어, 도 3에서, 마이크로스트립 또는 다른 회로나 구성요소가 제5 신호를 조정하는 기준은 다음과 같을 수 있다: 제1 위상 값이 제1 위상 값이 제2 위상 값보다 크도록, 제5 신호의 위상이 조정된다. 제1 위상 값은 제8 신호의 위상-진폭 곡선과 변조된 신호의 위상-진폭 곡선(곡선 0)의 교차점에 대응하는 제1 신호의 위상 값이다. 제2 위상 값은 제2 회로의 전력 백-오프 포인트에 대응하는 제1 신호의 위상 값이다. 이것은 2차 전력 증폭기가 전력 백-오프 동안 스위치-오프 상태에 있을 수 있도록 하면서 제8 신호의 전력이 전력 백-오프 포인트에서의 전력보다 클 때 신속하게 시작할 수 있도록 한다.
도 2에 도시된 실시예에 기초해서, 본 발명의 실시예는 변조된 신호에 대해 위상 분해를 수행함으로써 제1 신호 및 제2 신호가 획득된 후 더 많은 추가의 기능을 실행하도록 구성되어 있는 더 정교한 무선 주파수 회로를 추가로 제공한다. 도 4를 참조하면, 무선 주파수 회로의 기본적인 구조는 제1 회로(401) 및 제2 회로(402)를 포함한다.
제1 회로(401)는 제1 신호 및 제2 신호를 수신하고, 여기서 제1 신호 제2 신호는 변조된 신호에 대해 위상 분해를 수행함으로써 획득되며; 제1 신호를 제3 신호 및 제4 신호로 분할하고, 제2 신호를 제5 신호 및 제6 신호로 분할하며; 그리고 제5 신호를 조정하여 제7 신호를 획득하도록 구성되어 있다. 신호 분할은 커플러 또는 전력 스플리터와 같은 회로 또는 구성요소에 의해 실행될 수 있으며, 이것은 여기서 제한되지 않는다. 제5 신호의 위상은 마이크로스트립, 지연 라인, 가변성 캐패시턴스 다이오드, 위상 시프터, 또는 다른 회로 또는 구성요소에 의해 조정될 수 있으며, 이것은 여기서 제한되지 않는다. 제1 회로(401)는 감쇠 네트워크 및 컴바이너를 더 포함한다. 감쇠 네트워크는 제7 신호 및 제3 신호를 감쇠하도록 구성되어 있다. 컴바이너는 감쇠한 제7 신호 및 감쇠한 제3 신호를 제8 신호에 결합하도록 구성되어 있다. 컴바이너는 커플러 또는 전력 스플리터와 같은 회로 또는 구성요소일 수 있으며, 이것은 여기서 제한되지 않는다. 컴바이너는 마이크로스트립, 지연 라인, 가변성 캐패시턴스 다이오드, 위상 시프터, 또는 다른 회로 또는 구성요소를 더 포함할 수 있으며, 이것은 감쇠한 제3 신호 또는 감쇠한 제7 신호에 대해 위상 조정을 수행하여, 커플러 또는 전력 스플리터와 같은 회로 또는 구성요소의 위상 시프트를 보상하도록 구성되어 있다.
제2 회로(402)는 기본적으로 도 2에 도시된 제2 회로(202)와 동일하며, 여기서 다시 상세하게 설명하지 않는다.
제1 회로(401)의 감쇠 네트워크는 제7 신호 및 제3 신호를 감쇠시킴으로써, 제7 신호 및 제3 신호의 진폭이 조정될 수 있다. 도 5를 참조하면, 제7 신호 및 제3 신호의 진폭이 변할 때, 결합 후에 획득된 제8 신호의 위상이 가변한다.
도 5에서, 곡선 1은 제7 신호의 진폭이 1V이고, 제3 신호의 진폭이 0.8V이며, 제5 신호의 위상 시프트가 30°일 때 제8 신호의 위상-위상 곡선을 나타낸다. 도 5에서, 곡선 2는 제7 신호의 진폭이 0.8V이고, 제3 신호의 진폭이 1V이며, 제5 신호의 위상 시프트가 30°일 때 제8 신호의 위상-위상 곡선을 나타낸다. 수평 좌표축은 변조된 신호의 분해 위상을 나타내고, 수직 좌표축은 제8 신호의 위상을 나타낸다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 제7 신호의 진폭 및 제3 신호의 진폭이 변하면, 결합 후에 획득된 제8 신호의 위상이 변한다. 그러므로 제8 신호의 위상은 제7 신호의 진폭 및 제3 신호의 진폭을 조정하도록 감쇠 네트워크를 설치함으로써 제어될 수 있다. 그러므로 도 4에 도시된 실시예에서 제공하는 무선 주파수 회로에 따라, 제8 신호의 AM-PM 특성이 조정될 수 있으며, 무선 주파수 회로의 선형 정정 효과가 개선되며, 무선 주파수 회로의 출력 신호의 왜곡이 감소한다. AM-PM 특성이란 입력 신호의 진폭 변화로 인해 증폭기의 입력 신호와 증폭기의 출력 신호 간의 위상 차가 변하게 되는 것을 말한다.
선택적으로, 본 발명의 이 실시예에서, 제5 신호의 위상을 조정하기 위한 마이크로스트립, 다른 회로 또는 구성요소, 감쇠 네트워크, 및/또는 컴바이너는 진폭 변조 및/또는 위상 변조 기능을 가지는 칩으로 대체될 수 있다. 이것은 본 발명의 이 실시예에서 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예는 도 2 또는 도 4에 설명된 무선 주파수 회로를 포함하는 전송기를 추가로 제공한다. 본 발명의 이 실시예에서 제공하는 전송기는 기지국의 무선 주파수 부분, 예를 들어, 원격 무선 유닛(remote radio unit, RRU)에서 사용될 수도 있고, 베이스 트랜스시버 스테이션(base transceiver station, BTS)에서 사용될 수도 있고, 사용자 단말에서 사용될 수도 있으며, 다른 통신 장치나 디바이스에서 사용될 수도 있다. 이것은 여기서 제한되지 않는다.
또한, 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예는 기지국을 추가로 제공하며, 기지국은 통신 인터페이스(601), 프로세서(602), 파워 서플라이(603), 및 전송기(604)를 포함한다. 전송기(604)는 전술한 실시예에서 설명된 전송기이다. 본 발명의 이 실시예에서 제공하는 기지국은 도면에 도시되지 않은 범용 장치, 모듈, 및 회로와 같은 일부의 다른 구조를 더 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예는 사용자 단말을 추가로 제공하며, 사용자 단말은 메모리(701), 외부 포트(702), 전송기(703), 주변 인터페이스(704), 프로세서(705), 및 파워 서플라이(706)를 포함한다. 전송기(703)는 전술한 실시예에서 설명된 전송기이다. 본 발명의 이 실시예에서 제공하는 사용자 단말은 도면에 도시되지 않은 범용 장치, 모듈, 및 회로와 같은 일부의 다른 구조를 더 포함할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
당업자라면 설명의 편의 및 간략화를 위해, 전술한 시스템, 장치, 및 유닛에 대한 상세한 작업 프로세스에 대해서는 전술한 방법 실시예의 대응하는 프로세스를 참조하면 된다는 것을 자명하게 이해할 수 있을 것이므로 그 상세한 설명은 여기서 다시 설명하지 않는다.
본 출원에서 제공하는 수 개의 실시예에서, 전술한 시스템, 장치, 및 방법은 다른 방식으로도 실현될 수 있다는 것은 물론이다. 예를 들어, 설명된 장치 실시예는 단지 예시에 불과하다. 예를 들어, 유닛의 분할은 단지 일종의 논리적 기능 분할일 뿐이며, 실제의 실행 동안 다른 분할 방식으로 있을 수 있다. 예를 들어, 복수의 유닛 또는 구성요소를 다른 시스템에 결합 또는 통합할 수 있거나, 또는 일부의 특징은 무시하거나 수행하지 않을 수도 있다. 또한, 도시되거나 논의된 상호 커플링 또는 직접 결합 또는 통신 접속은 일부의 인터페이스를 통해 실현될 수 있다. 장치 또는 유닛 간의 간접 결합 또는 통신 접속은 전자식, 기계식 또는 다른 형태로 실현될 수 있다.
별도의 부분으로 설명된 유닛들은 물리적으로 별개일 수 있고 아닐 수도 있으며, 유닛으로 도시된 부분은 물리적 유닛일 수도 있고 아닐 수도 있으며, 한 위치에 위치할 수도 있고, 복수의 네트워크 유닛에 분산될 수도 있다. 유닛 중 일부 또는 전부는 실제의 필요에 따라 선택되어 실시예의 솔루션의 목적을 달성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서의 기능 유닛은 하나의 프로세싱 유닛으로 통합될 수 있거나, 각각의 유닛이 물리적으로 단독으로 존재할 수도 있거나, 2개 이상의 유닛이 하나의 유닛으로 통합될 수도 있다. 통합 유닛은 하드웨어의 형태로 실현될 수도 있고, 소프트웨어 기능 유닛의 형태로 실현될 수도 있다.
통합 유닛이 소프트웨어 기능 유닛의 형태로 실현되어 독립 제품으로 시판되거나 사용되면, 이 통합 유닛은 컴퓨터 판독 가능형 저장 매체에 저장될 수 있다. 이러한 이해를 바탕으로, 본 발명의 필수적인 기술적 솔루션 또는 종래기술에 기여하는 부분, 또는 기술적 솔루션의 일부는 소프트웨어 제품의 형태로 실현될 수 있다. 컴퓨터 소프트웨어 제품은 저장 매체에 저장되고, 본 발명의 실시예에 설명된 방법의 단계 중 일부 또는 전부를 수행하도록 컴퓨터 장치(이것은 퍼스널 컴퓨터, 서버, 또는 네트워크 장치 등이 될 수 있다)에 명령하는 수개의 명령어를 포함한다. 전술한 저장 매체는: 프로그램 코드를 저장할 수 있는 임의의 저장 매체, 예를 들어, USB 플래시 디스크, 휴대형 하드디스크, 리드-온리 메모리(Read-Only Memory, ROM), 랜덤 액세스 메모리(Random Access Memory, RAM), 자기디스크 또는 광디스크를 포함한다.

Claims (10)

  1. 무선 주파수 회로로서,
    제1 회로 및 제2 회로를 포함하며,
    상기 제1 회로는 제1 신호 및 제2 신호를 수신하고, 제1 신호를 제3 신호 및 제4 신호로 분할하고, 제2 신호를 제5 신호 및 제6 신호로 분할하고, 제5 신호의 위상을 조정하여 제7 신호를 획득하며, 제7 신호 및 제3 신호를 제8 신호에 결합하도록 구성되어 있으며,
    상기 제2 회로는 1차 전력 증폭기 브랜치 및 2차 전력 증폭기 브랜치를 포함하고, 1차 전력 증폭기 브랜치는 아웃페이징(outphasing) 회로를 포함하고, 2차 전력 증폭기 브랜치는 2차 전력 증폭기를 포함하고, 아웃페이징 회로는 제4 신호 및 제6 신호를 처리하도록 구성되어 있으며, 2차 전력 증폭기는 제8 신호를 처리하도록 구성되어 있는, 무선 주파수 회로.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회로는 마이크로스트립(microstrip)을 더 포함하며, 상기 마이크로스트립은 제5 신호의 위상을 조정하도록 구성되어 있으며, 상기 마이크로스트립의 길이는 제5 신호의 위상 시프트에 정비례하는, 무선 주파수 회로.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 회로는 감쇠 네트워크 및 컴바이너를 더 포함하며,
    상기 감쇠 네트워크는 제7 신호 및 제3 신호를 감쇠하도록 구성되어 있으며,
    상기 컴바이너는 상기 감쇠한 제7 신호 및 상기 감쇠한 제3 신호를 제8 신호에 결합하도록 구성되어 있는, 무선 주파수 회로.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 변조된 신호에 대해 위상 분해(phase decomposition)를 수행함으로써 획득되며,
    여기서 제1 신호의 위상은
    Figure 112017064486583-pct00040
    이고, 제2 신호의 위상은
    Figure 112017064486583-pct00041
    이고,
    Figure 112017064486583-pct00042
    의 값 범위는 0°내지 90°이고 제1 신호의 진폭은 제2 신호의 진폭과 같으며,
    Figure 112017064486583-pct00043
    는 시간 관련 함수이고, t≥0이며, t는 시간을 나타내는, 무선 주파수 회로.
  5. 제4항에 있어서,
    제8 신호가 2차 전력 증폭기의 신호 입력단으로부터 입력되며,
    제8 신호의 진폭이 신호 임계값에 도달할 때, 2차 전력 증폭기는 제8 신호에 대해 증폭 프로세싱을 수행하기 시작하며, 상기 신호 임계값은 2차 전력 증폭기를 시작하는 데 필요한 최소 신호 진폭이며,
    2차 전력 증폭기의 전도 각(conduction angle)의 값은 120°보다 큰, 무선 주파수 회로.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제1 신호 및 상기 제2 신호는 변조된 신호에 대해 위상 분해를 수행함으로써 획득되며,
    여기서 제1 신호의 위상은
    Figure 112017064486583-pct00044
    이고, 제2 신호의 위상은
    Figure 112017064486583-pct00045
    이고,
    Figure 112017064486583-pct00046
    의 값 범위는 0°내지 90°이고 제1 신호의 진폭은 제2 신호의 진폭과 같으며,
    Figure 112017064486583-pct00047
    는 시간 관련 함수이고, t≥0이며, t는 시간을 나타내는, 무선 주파수 회로.
  7. 제6항에 있어서,
    제8 신호가 2차 전력 증폭기의 신호 입력단으로부터 입력되며,
    제8 신호의 진폭이 신호 임계값에 도달할 때, 2차 전력 증폭기는 제8 신호에 대해 증폭 프로세싱을 수행하기 시작하며, 상기 신호 임계값은 2차 전력 증폭기를 시작하는 데 필요한 최소 신호 진폭이며,
    2차 전력 증폭기의 전도 각의 값은 120°보다 큰, 무선 주파수 회로.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 무선 주파수 회로를 포함하는 전송기.
  9. 기지국으로서,
    제8항에 따른 전송기를 포함하며, 통신 인터페이스, 프로세서, 및 파워 서플라이를 더 포함하는 기지국.
  10. 사용자 단말로서,
    제8항에 따른 전송기를 포함하며, 메모리, 외부 포트, 무선 주파수 회로, 주변 인터페이스, 프로세서, 및 파워 서플라이를 더 포함하는 사용자 단말.
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