KR19990006256A - 디지털 통신시스템의 송신기 선형화장치 및 방법 - Google Patents

디지털 통신시스템의 송신기 선형화장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

디지털 무선 통신시스템의 송신장치의 선형화장치가, 입력 신호의 레벨들에 대응되는 송신부의 왜곡특성를 측정한 후 측정 결과에 따라 상기 송신장치의 왜곡특성을 보상하기 위한 전치왜곡 데이터들을 저장하는 전치왜곡 룩업테이블을 구비하며, 송신시 상기 입력 신호들의 레벨에 대응되는 상기 전치왜곡 룩업테이블의 데이터들을 억세스한 후, 상기 입력신호에 합성하여 상기 입력신호를 전치왜곡시키므로써 상기 송신장치의 비선형소자들에 의해 발생되는 왜곡특성을 보상한다.

Description

디지털 통신시스템의 송신기 선형화장치 및 방법
본 발명은 무선 송신장치의 선형화장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 비선형 특성에 의해 발생되는 출력 스펙트럼의 왜곡 현상을 전치 왜곡 방식을 이용하여 보상할 수 있는 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 통신 시스템에서 아날로그 신호나 디지털 신호를 전송하기 위해 사용되는 송신부는 전력증폭기를 포함하는 많은 능동소자들을 구비한다. 이런 능동소자들은 무선 통신시스템의 높은 전력 효율과 함께 스펙트럼 효율을 높일 수 있도록 설계되어 있다. 그러나 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying), QAM(Quadrature Amplitude Amplitude Modulation) 등과 같은 변조방식은 넌컨스턴트 엔벨로프(nonconstant envelope) 특성을 갖는 변조 방법이다. 상기와 같은 변조 방법을 사용하는 무선 통신시스템은 스펙트럼의 효율은 높으나 전력 효율이 좋지않은 문제점이 있다.
상기와 같은 변조 방식은 기저 대역(base band)의 데이터가 능동 소자를 통과하면서 능동소자의 비선형 특성에 의해 데이터의 왜곡이 발생하므로, 이런 왜곡을 막기 위하여 능동 소자의 동작 영역을 선형 영역에 가까운 지점에서 이용한다. 즉, 능동소자를 선형 영역에서 동작시키므로서, 송신 데이터 스펙트럼의 사이드로브(sidelobe) 성분이 커지는 것을 방지하도록 설계하여야 한다. 이로인해 상기와 같은 변조 방식을 사용한 무선 통신시스템의 송신부는 능동 소자의 전력 효율이 나빠지게 되며, 특히 종단의 전력증폭기의 경우에는 이와 같은 전력 효율의 저하가 심각한 문제점으로 대두되고 있다.
이런 문제점을 해결하기 위하여, 능동 소자, 특히 전력증폭기에 의한 출력 스펙트럼의 왜곡을 방지하기 위한 방법으로 여러 가지 방법들이 고안되었다. 그 중에 하나가 전력증폭기의 비선형 특성을 적응적으로 추적하여 기저 대역의 데이터를 전력증폭기의 비선형 특성에 의해 왜곡될 수 있는 신호와 반대되는 신호를 사전에 미리 왜곡시켜 보상하는 전치 왜곡 방식(predistortion)이 있다. 도1은 상기와 같은 전치 왜곡 방식을 사용하는 종래의 전력증폭기 구성을 도시하는 도면으로, Davis 등에 발명된 미합중국 특허 제 4,291,177호에 도시되어 있다.
그러나 상기 도 1과 같은 전치 왜곡 방식의 전력증폭기는 기저 대역의 데이터를 능동 소자의 비선형성에 의하여 왜곡되는 것을 보상하기 위하여, 전력증폭기의 출력단에서 일부 신호를 궤환하고, 이 궤환된 신호와 기저 대역의 신호를 비교하여 기저 대역의 신호를 전치 왜곡한다. 따라서 상기와 같은 종래의 전치 왜곡 방식은 전력증폭기의 출력을 일부 궤환하는 구조이므로, 전력증폭기의 구조가 복잡하고 하드웨어적 구성 요소가 많아지며, 이로인해 단말기와 같은 소형 시스템에서는 사용하기 어려운 문제점이 있다. 즉, 단말기와 같은 소형 시스템에서는 전류의 소비가 적고, 하드웨어적 구성이 간단하여야만 효용 가치가 있다.
또한 상기 기저대역의 신호가 송신부의 비선형 소자들을 통과하면 왜곡된다. 특히 전력증폭기34는 송신신호를 비선형 증폭하여 기저대역의 신호를 크게 왜곡시킬 수 있다. 예를들면 QPSK 또는 QAM과 같이 넌컨스턴트 엔벨로프 특성을 갖는 변조 방식은 인접 채널에 영향을 주는 사이드로브 출력 전력을 제한하고 있다. 상기와 같이 기저대역에서 상기 사이드로브 전력은 기저대역의 신호가 변조(quadrature modulation), 상승 주파수 변환 및 증폭되는 과정에서 많은 비선형 소자들을 통과하면서 능동 소자의 비선형 증폭에 의해 커지게된다. 그러므로 상기 사이드로브 전력을 작게하기 위해서는 송신부의 능동소자를 선형영역에서 동작시키는 것이 요구된다. 상기 능동소자를 선형 영역에서 동작시키기 위해서는 송신부의 능동 소자들에 많은 DC전력을 공급하여야 한다. 즉, 이런 경우 능동소자들의 전력 효율이 매우 나쁘게 되는 문제가 있다. 이런 전력 효율은 최종단의 전력 증폭기에서 가장 많이 전류를 필요로 하므로서 가장 심각한 문제를 갖게된다.
따라서 상기와 같은 방식을 사용하는 전력증폭기를 사용하는 경우, 배터리를 사용하는 무선 통신장치에서는 치명적인 결함을 갖게된다. 즉, 통신 단말기는 배터리를 전원으로 사용하는데, 전력 효율이 떨어지면 배터리의 사용 가능 시간이 저하되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 간단한 구조로 전치왜곡 방식을 사용하여 왜곡신호를 보상할 수 있는 전력증폭기의 선형화장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 전력 제어신호에 의해 송신부의 기저 대역신호의 왜곡을 보상하므로서 비선형 영역에서 동작할 수 있는 전치 왜곡 방식의 전력증폭기 선형화장치 및 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 무선 송신기의 왜곡 특성을 전치왜곡 룩업테이블에 저장하고, 입력 데이터 및 출력 전력에 상응하는 전치왜곡신호를 기저대역신호에 가하여 송신신호의 혼변조 왜곡 특성을 보상할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 전치 왜곡 방식을 사용하는 무선 통신시스템의 송신부 선형화장치는 입력 신호의 레벨들에 대응되는 송신부의 왜곡특성를 측정한 후 측정 결과에 따라 상기 송신장치의 왜곡특성을 보상하기 위한 전치왜곡 데이터들을 저장하는 전치왜곡 룩업테이블을 구비하며, 송신시 상기 입력 신호들의 레벨에 대응되는 상기 전치왜곡 룩업테이블의 데이터들을 억세스한 후, 상기 입력신호에 합성하여 상기 입력신호를 전치왜곡시키므로써 상기 송신장치의 비선형소자들에 의해 발생되는 왜곡특성을 보상한다.
도 1은 적응 전치왜곡 방식을 채용한 종래의 전력증폭기 구성을 도시하는 도면
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따라 디지털 전치 왜곡 방식을 채용한 전력증폭기의 구성을 도시하는 도면
도 3은 도 2와 같은 본 발명의 제1실시예에서 전치 왜곡신호를 발생하는 구성을 도시하는 도면
도 4는 도 3과 같은 전치왜곡신호를 발생하는 구성에서 어드레스를 발생하는 과정을 설명하기 위한 도면
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따라 디지털 전치 왜곡 방식을 채용한 무선 송신장치의 구성을 도시하는 도면
도 6은 도 5와 같은 구성을 구성을 갖는 제2실시예에서 전치왜곡 데이터를 발생하는 구성을 도시하는 도면
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따라 디지털 전치 왜곡 방식을 채용한 무선 송신장치의 구성을 도시하는 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 전치 왜곡 방식을 사용하여 비선형 왜곡 현상을 보상하는 전력증폭기의 구성을 도시하는 도면이다. 상기 도 2의 구성을 살펴보면, 어드레스발생기(address former)231은 I채널 데이터 IChD 및 Q채널 데이터 QChD를 입력하며, 상기 IChD 및 QChD의 기저대역 신호 형태에 맞는 어드레스를 발생한다. 전력제어부227은 도시하지 않은 제어부의 제어하에 송신 전력제어신호를 발생하여 상기 어드레스발생기231에 인가한다. 온도센서229는 송신부의 온도를 감지하여 상기 어드레스발생기231에 출력한다. 상기 어드레스발생기231은 상기 IChD 및 QChD를 입력하여 송신기에서 발생될 수 있는 왜곡 신호를 미리 보상하여 전치 왜곡 시키기 위한 전치왜곡 테이블의 어드레스인 IADDR 및 QADDR을 발생한다. 또한 상기 어드레스발생기231은 상기 온도감지신호 및 전력제어신호를 입력하며, 상기 송신기의 온도 변화 및 송신전력 변화에 대응되는 오프셋 어드레스를 발생하여 상기 IADDR 및 QADDR을 오프셋시킨다. 여기서 상기 전치왜곡 테이블의 어드레스 발생시 상기 어드레스발생기231은 상기 온도센서231 및 전력제어부227의 출력을 사용하지 않고 상기 IChD 및 QChD 만을 이용하여 상기 IADDR 및 QADDR을 발생할 수 있으며, 또한 상기 온도센서231의 출력 및 전력제어부227의 출력 중 어느 한 출력만을 이용하여 상기 IADDR 및 QADDR을 오프셋시킬 수도 있다.
메모리233은 송신부 전체의 왜곡 특성을 미리 측정하여 정보화한 상기 I채널 및 Q채널의 전치왜곡 테이블(predistortion lookup table)를 저장하고 있다. 상기 전치왜곡 룩업테이블들은 송신기에서 I 및 Q 채널의 데이터가 전력증폭되는 과정에서 발생될 수 있는 왜곡 특성들을 미리 측정하여 감쇄시키기 위한 전치왜곡 데이터들을 저장하는 테이블들이 된다. 상기 메모리233은 상기 어드레스발생기231에서 출력되는 IADDR 및 QADDR에 대응되는 전치왜곡 테이블의 데이터를 억세스하여 출력한다. 필터계수발생기(filter coefficient generator)237은 각각 입력되는 상기 I채널 및 Q 채널의 전치왜곡 데이터를 입력하며, 상기 전치왜곡 데이터에 따라 I채널 필터의 계수를 조정하기 위한 I필터계수 IFC및 Q 채널의 필터계수를 조정하기 위한 Q필터계수 QFC를 발생한다.
기저대역필터(baseband filter)201은 상기 I 채널의 송신데이터 IChD를 입력하며, 상기 입력되는 IChD를 상기 I필터계수 IFC에 의해 전치왜곡시킨 후, 기저대역의 IChD를 파형 정형(pulse shaping)하여 인접채널에 영향을 줄수 있는 사이드로브(sidelobe) 출력 전력을 제한한다. 기저대역필터203은 상기 Q 채널의 송신데이터 QChD를 입력하며, 상기 입력되는 QChD를 상기 Q필터계수 QFC에 의해 전치왜곡시키며 기저대역의 QChD를 파형정형하여 인접채널에 영향을 줄 수 있는 사이드로브 출력 전력을 제한한다. 디지털/아날로그변환기(Digital to Analog converter)205는 상기 기저대역필터201에서 출력되는 전치왜곡된 I 기저대역신호를 아날로그신호로 변환한다. 디지털/아날로그변환기207은 상기 기저대역필터203에서 출력되는 전치왜곡된 Q 기저대역신호를 아날로그신호로 변환한다. 저역필터(Low Pass Filter)209는 전치왜곡되어 아날로그 형태로 변환된 I 기저대역신호를 저역 여파하여 상기 전치왜곡된 아날로그의 I 기저대역신호에 포함된 고조파(harmonics) 및 스퓨리어스(spurious)를 제거한다. 저역필터211은 전치왜곡되어 아날로그 형태로 변환된 Q 기저대역신호를 저역 여파하여 상기 전치왜곡된 아날로그 Q 대역신호에 포함된 고조파 및 스퓨리어스를 제거한다.
변조기(quadrature modulator)213은 상기 저역필터209 및 211의 출력을 입력하며, 제1발진기215의 출력에 의해 전치왜곡되어 입력되는 I 및 Q 기저대역신호를 변조 출력한다. 상기 제1발진기215는 상기 변조기213의 변조 주파수를 발생하는 발진기이다. 이득조절증폭기217은 상기 변조기213의 출력을 입력하며, 상기 전력제어부227에서 출력되는 송신전력제어신호에 의해 상기 변조된 송신출력신호의 크기를 조정한다. 혼합기219는 상기 이득조절증폭기217의 출력을 입력하며, 제2발진기221의 출력과 상기 송신 출력신호를 혼합하여 송신 주파수 대역으로 송신출력신호의 주파수를 상승변환한다. 상기 제2발진기221은 송신 대역의 반송파를 발생하는 발진기이다.
전력증폭기223은 상기 혼합기219에서 출력되는 송신 출력신호를 원하는 송신 출력 전력까지 증폭하여 출력한다. 이때 상기 송신출력신호는 송신부의 전체 왜곡 특성에 대응되는 크기로 전치왜곡된 신호이므로, 상기 전력증폭기223에서 출력되는 최종 송신신호는 왜곡이 보상된 신호가 된다.
상기한바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 무선 통신장치의 송신부는 최종 출력되는 전력증폭기223의 출력의 일부를 궤환 입력하여 전치왜곡하는 구조가 아니라, 기저대역신호 및 송신전력제어 정보에 의해 전치왜곡 룩업 테이블을 사용하여 기저대역의 신호를 미리 전치왜곡시키므로서, 송신부의 비선형 특성을 보상하는 구조임을 알 수 있다.
상기 도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따라 전치왜곡 방식을 사용하는 송신부 동작을 살펴본다.
상기한 바와 같이 기저대역의 신호가 송신부의 비선형 소자들을 통과하면 왜곡된다. 특히 상기 전력증폭기223은 송신신호를 비선형 증폭하여 기저대역의 신호를 크게 왜곡시킬 수 있다. 예를들면 QPSK 또는 QAM과 같이 넌컨스턴트 엔벨로프 특성을 갖는 변조 방식은 인접 채널에 영향을 주는 사이드로브 출력 전력을 제한하고 있다. 따라서 상기와 같은 불필요한 사이드로브 전력의 송출을 방지하기 위하여, 기저대역필터201 및 203은 불필요한 사이드로브 전력을 제거하는 파형 정형(pulse shaping) 기능을 수행한다. 상기와 같은 기능을 수행하는 기저대역필터는 저역필터로서, 예를들어 셀룰라 CDMA(cellular CDMA: IS-95)의 경우 49탭 FIR필터(Finite Impulse Response filter)를 사용할 수 있다.
상기와 같이 기저대역에서 사이드로브 전력을 줄이기 위하여 여파 기능을 수행함에도 불구하고, 상기 사이드로브 전력은 기저대역의 신호가 변조(quadrature modulation), 상승 주파수 변환 및 증폭되는 과정에서 많은 비선형 소자들을 통과하면서 능동 소자의 비선형 증폭에 의해 커지게된다. 그러므로 상기 사이드로브 전력을 작게하기 위하여, 본 발명의 실시예에서는 먼저 송신부 전체의 왜곡 특성을 미리 측정하여 이에 대한 정보를 저장하는 전치왜곡 룩업 테이블을 작성한다. 상기 메모리233에 저장되는 전치왜곡 룩업 테이블은 기저대역 신호들 및 각 단계의 송신전력 제어신호들에 따른 송신부 전체의 왜곡 특성을 측정한 결과 발생되는 왜곡 정보들이 된다. 그리고 데이터 송신시 상기 전치왜곡 룩업테이블을 참조하여 기저대역의 신호를 송신부에서 발생되는 왜곡신호와 반대 극성을 갖는 신호로 미리 왜곡시킨 후 비선형소자들을 통과시킨다. 따라서 상기 송신부는 전치왜곡된 기저대역신호를 처리하는 과정에서 왜곡 특성을 보상하게 되어, 결국 상기 전력증폭기223의 출력에서는 기저 대역신호와 거의 유사한 송신신호를 송출할 수 있게된다.
상기 본 발명의 제1실시예에서는 상기 IChD 및 QChD 기저대역신호를 파형 정형하는 기저대역필터201 및 203의 필터 계수를 구비하여 송신부에서, 상기 전치왜곡신호를 상기 기저대역필터201 및 203에 발생되는 왜곡 특성과 반대 방향으로 공급하므로서 상기 송신부의 왜곡 특성을 보상한다. 상기 송신부의 왜곡 특성은 상기 전력증폭기223에서 가장 크게 발생된다. 상기 송신부의 왜곡되는 정도는 능동 소자에 입력되는 신호 전력의 크기와 데이터의 형태에 크게 좌우된다. 따라서 상기 능동소자들의 입력 전력 또는 출력전력과 데이터의 형태를 알수 있으면 상기 송신부의 왜곡 정도를 알 수 있다.
본 발명의 제1실시예에서는 상기 송신부의 송신 출력 및 입력되는 데이터의 형태에 해당하는 왜곡 특성을 미리 측정하여 상기 메모리233의 전치왜곡 룩업테이블에 저장한다. 그리고 데이터 송신시 상기 어드레스발생기231이 입력되는 IChD 및 QChD, 송신부의 온도검출신호, 송신전력제어신호들을 이용하여 상기 메모리233의 어드레스IADDR 및 QADDR을 발생하며, 상기 메모리233은 상기 어드레스 IADDR 및 QADDR에 각각 대응되는 전치 왜곡 정보들을 읽어 필터계수발생기235에 전치왜곡 필터계수 IPDD 및 QPDD를 출력하고, 상기 필터계수발생기235가 각각 IPDD 및 QPDD를 기준 필터계수와 가산하여 기저대역필터201 및 203에 왜곡 특성과 반대되는 특성을 갖는 필터 계수들을 발생하여 공급한다.
도 3은 상기 어드레스발생기231, 메모리233 및 필터계수발생기235의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 입력되는 IChD는 상기 기저대역필터201에 인가되는 동시에 I어드레스 큐(I-channel adress queue)311에 인가된다. 또한 상기 입력되는 QChD는 상기 기저대역필터203에 인가되는 동시에 Q어드레스 큐(Q-channel adress queue)313에 인가된다. 상기 어드레스 큐311 및 313은 각각 최초 상태에서는 초기화되어 있으며, 해당하는 채널 데이터 입력시 MSB에서 LSB 측으로 쉬프트 출력한다. 이때 상기 온도보상 및 전력제어에 대한 오프셋 기능을 채택하지 않는 경우, 상기 어드레스 큐311 및 313의 출력은 상기 전치왜곡 테이블351 및 353의 어드레스 IADDR 및 QADDR로 인가된다.
온도보상어드레스맵핑기(temperature compensating offset address mapping)319는 내부에 감지된 온도에 대응되는 어드레스 오프셋 값들을 저장하는 테이블을 구비하며, 상기 온도센서229에서 출력되는 송신기의 내부 온도감지신호를 상기 온도 오프셋 테이블에 맵핑시켜 온도 오프셋 값을 출력한다. 전력제어어드레스맵핑기(power control offset address mapping)321은 송신전력에 대응되는 어드레스 오프셋 값들을 저장하는 테이블을 구비하며, 상기 전력제어부227에서 출력되는 송신전력제어신호를 상기 전력 오프셋 테이블에 맵핑시켜 전력 오프셋 값을 출력한다. 온도보상 어드레스 큐((temperature compensating offset address queue)323은 최초 상태에서는 초기화되어 있으며, 상기 온도보상 어드레스 맵핑기319에서 출력되는 온도 오프셋 어드레스를 MSB에서 LSB로 쉬프트시켜 온도 오프셋 어드레스 CAd로 출력한다. 전력제어 어드레스 큐(power control offset address queue)325는 최초 상태에서는 초기화되어 있으며, 상기 전력제어 어드레스 맵핑기321에서 출력되는 전력 오프셋 어드레스를 MSB에서 LSB로 쉬프트시켜 전력 오프셋 어드레스 PAd로 출력한다. 어드레스 오프셋 가산기(address offset summer)327은 상기 어드레스큐323 및 325에서 출력되는 어드레스 CAd 및 PAd를 가산하여 오프셋 어드레스Ad2를 발생한다.
I어드레스 가산기(I-channel address summer)315는 상기 I어드레스큐311에서 출력되는 I채널 데이터 IAd1과 상기 어드레스 오프셋 가산기327에서 출력되는 오프셋 어드레스Ad2를 가산하여 I채널 어드레스 IADDR을 발생한다. Q어드레스 가산기(Q-channel address summer)317은 상기 Q어드레스큐313에서 출력되는 Q채널 데이터 QAd1과 상기 어드레스 오프셋 가산기327에서 출력되는 오프셋 어드레스Ad2를 가산하여 Q채널 어드레스 QADDR을 발생한다.
I전치왜곡 테이블(I-channel lookup table)351은 I 채널 데이터, 송신전력의 변화 및 송신기의 내부 온도 변화에 의해 발생되는 왜곡량을 미리 측정한 후, 이를 보상하기 위한 전치 왜곡 값을 저장하고 있다. Q전치왜곡 테이블(Q-channel lookup table)353은 Q 채널 데이터, 송신전력의 변화 및 송신기의 내부 온도 변화에 의해 발생되는 왜곡량을 미리 측정한 후, 이를 보상하기 위한 전치 왜곡 필터계수를 저장하고 있다. 상기 I전치왜곡 테이블351은 상기 I채널 어드레스 IADDR에 대응되는 위치에 저장된 정보를 억세스하여 I채널 전치왜곡 필터계수 IPDD로 출력한다. Q전치왜곡 테이블353은 상기 Q채널 어드레스 QADDR에 대응되는 위치에 저장된 정보를 억세스하여 Q채널 전치왜곡 필터계수 QPDD로 출력한다.
기준 필터계수 발생기(reference filter coefficients generator)371은 상기 기지대역 필터201 및 203에서 각각 입력되는 채널 데이터를 전치왜곡시키기 위한 기준 필터계수를 발생한다. 가산기373은 상기 I채널 전치왜곡 데이터IPDD와 상기 기준 필터계수룰 가산하여 상기 기저대역 필터201에 인가한다. 가산기375는 상기 Q채널 전치왜곡 데이터QPDD와 상기 기준 필터계수를 가산하여 상기 기저대역 필터203에 인가한다.
도 4는 도 3과 같은 구성을 전치왜곡 데이터를 발생하는 구성의 어드레싱 방식을 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 I채널 데이터 IChD 및 Q채널 데이터 QChD는 각각 상기 기저대역 필터201 및 203에 인가되는 한편, I어드레스 큐311 및 Q어드레스 큐313에 입력된다. 상기 어드레스 큐311 및 313은 도 4에 도시된 바와 같은 구조를 갖는다. 초기에 상기 어드레스 큐311 및 313은 모두 0으로 초기화되어 있으며, 이때 상기 채널 데이터 IChD 및 QChD는 각각 해당하는 어드레스 큐311 및 313의 MSB 위치에 입력되고, 다음 채널 데이터 IChD 및 QChD가 입력되면 자동적으로 LSB 측으로 쉬프트된다. 따라서 상기 어드레스 큐311 및 313은 각각 입력되는 IChD 및 QChD의 패턴에 따라 자동적으로 어드레스IAd1 및 QAd1을 생성하는 구조가 된다. 상기 어드레스 큐311 및 313의 출력인 IAd1 및 QAd1은 각각 I어드레스 가산기315 및 Q어드레스 가산기317에 입력되며, 상기 가산기315 및 317은 각각 대응되는 전치왜곡 테이블 351 및 353의 최종 어드레스 IADDR 및 QADDR을 얻기 위해 송신 전력의 변화에 따른 사전 왜곡량과 송신기 내부 온도 변화에 따른 사전 왜곡량의 변화를 모두 고려한 어드레스를 발생한다.
이때 상기 송신기는 기지국으로 부터 송신되는 전력 제어정보로 부터 AGC 증폭기를 제어하는데 필요한 제어코드를 발생하는데, 이때 상기 전력제어부227은 송신기 모뎀 내부에서 송신단 AGC증폭기의 이득을 제어하기 위해 임의 비트의 제어코드를 발생시키는 부분의 의미한다. IS-95와 같은 시스템의 경우, 단말기에서 송신시 가능한 자동 이득제어는 모두 512레벨 까지 가능하지만, 실제 사용되는 범위는 80-400이다. 상기 전력제어부227의 출력은 상기 전력제어 어드레스 맵핑기321에 입력되며, 상기 전력제어 어드레스 맵핑기321은 상기 전력제어부227의 출력을 내부 테이블에 맵핑시켜 전력 변화에 대응되는 어드레스 값을 발생하고, 전력제어 어드레스 큐325을 통해 전력 오프셋 어드레스PAd를 발생한다.
또한 송신기 내부의 온도 변화에 따른 데이터의 사전 왜곡량을 조절하기 위해서는 송신기 내부의 온도를 감지하는 온도센서229를 구비하여야 한다. 상기 온도센서229에서 출력되는 온도 감지 값은 온도보상 어드레스 맵핑기319에서 온도 변화에 따른 적정 어드레스 값으로 변화되며, 온도보상 어드레스 큐323에서 온도 보상용 오프셋 어드레스CAd로 발생된다.
그러면 상기 어드레스 오프셋 가산기327은 상기 두 오프셋 어드레스 PAd 및 CAd를 가산한 후 I어드레스 가산기315 및 Q어드레스 가산기317에 출력한다. 그러면 상기 어드레스 가산기315 및 317은 상기 오프셋 어드레스Ad2와 각각 해당하는 어드레스 큐311 및 313의 출력과 가산하여 전치왜곡 테이블351 및 353에 인가되는 최종 어드레스 IADDR 및 QADDR을 발생한다. 따라서 상기 전치왜곡 테이블351 및 353에 입력되는 어드레스는 해당 채널 데이터와 온도 변화 및 전력 변화에 따라 결정되므로, 결국 송신기의 비선형성에 의해 발생될 수 있는 왜곡에 대응되는 전치 왜곡 필터계수를 출력하게 된다. 상기 전치왜곡 테이블351 및 353에서 출력되는 전치왜곡 값은 가산기373 및 375에서 기준 필터계수와 가산되어 최종적으로 기저대역 데이터에 대한 필터링을 수행하는 기저대역 필터201 및 203의 필터 계수를 각각 생성하게 된다. 상기 가산기373 및 375는 각각 필터계수의 개수인 48개의 가산기로 구성되며, 소프트웨어적으로 구성할 수 있다.
그러면 상기 기저대역필터201은 필터계수발생기237에서 출력되는 필터 계수 값에 따라 입력되는 I 기저대역신호를 전치왜곡시키는 동시에 인접채널에 영향을 미치는 사이드로브를 제거한다. 그리고 상기 기저대역필터203은 필터계수발생기239에서 출력되는 필터 계수 값에 따라 입력되는 Q 기저대역신호를 전치왜곡시키는 동시에 인접채널에 영향을 미치는 사이드로브를 제거한다.
상기 기저대역신호는 아날로그 변환, 변조, 주파수변환 및 전력증폭되는 과정에서 많은 비선형소자들을 통과하면서 능동소자의 비선형 증폭에 의하여 왜곡된다. 하지만 상기 기저대역필터201 및 203에서 미리 반대 방향으로 전치왜곡된 상태이므로, 송신부의 왜곡 특성을 보상하게 되는 것이다.
상기 메모리233의 전치왜곡 룩업테이블에 기록된 전치왜곡 정보를 억세스하는 과정을 살펴보면, 어드레스발생기231은 입력되는 I 및 Q 기저대역신호의 형태에 맞는 어드레스를 발생하고, 전력제어부227은 현재의 송신전력 레벨에 따른 송신전력제어신호를 발생한다. 그러면 상기 메모리233은 기저대역신호의 형태 및 송신전력제어신호의 레벨에 따라 해당하는 전치왜곡 룩업테이블의 정보를 출력하며, 필터계수발생기235는 상기 메모리233의 전치왜곡 정보에 따라 상기 기저대역필터201 및 203의 필터계수를 조정하여 I 및 Q 기저대역신호의 전치왜곡시킨다. 상기 전력제어부227은 현재 사용 중인 셀룰라 CDMA의 경우 0-511 까지의 512단계로 송신 전력을 제어하므로, 이 데이터를 이용하여 상기 송신전력제어신호를 발생하면 된다. 또한 상기 온도센서229는 주변 환경 변화에 의한 송신부의 왜곡 특성 변화를 보상하기 위하여 송신기의 내부 온도를 감지한다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따라 전치 왜곡 방식을 사용하여 비선형 왜곡 현상을 보상하는 송신기의 구성을 도시하는 도면이다.
어드레스발생기231은 I채널 데이터 IChD 및 Q채널 데이터 QChD를 입력하며, 상기 IChD 및 QChD의 기저대역 신호 형태에 맞는 어드레스를 발생한다. 전력제어부227은 도시하지 않은 제어부의 제어하에 송신 전력제어신호를 발생하여 상기 어드레스발생기231에 인가한다. 온도센서229는 송신부의 온도를 감지하여 상기 어드레스발생기231에 출력한다. 상기 어드레스발생기231은 상기 IChD 및 QChD를 입력하여 송신기에서 발생될 수 있는 왜곡 신호를 미리 보상하여 전치 왜곡 시키기 위한 전치왜곡 테이블의 어드레스인 IADDR 및 QADDR을 발생한다. 또한 상기 어드레스발생기231은 상기 온도감지신호 및 전력제어신호를 입력하며, 상기 송신기의 온도 변화 및 송신전력 변화에 대응되는 오프셋 어드레스를 발생하여 상기 IADDR 및 QADDR을 발생시킨다. 여기서 상기 전치왜곡 테이블의 어드레스 발생시 상기 어드레스발생기231은 상기 온도센서239 및 전력제어부227의 출력을 사용하지 않고 상기 IChD 및 QChD 만을 이용하여 상기 IADDR 및 QADDR을 발생할 수 있으며, 또한 상기 온도센서229의 출력 및 전력제어부227의 출력 중 어느 한 출력만을 이용하여 상기 IADDR 및 QADDR을 발생시킬 수도 있다.
메모리233은 송신부 전체의 왜곡 특성을 미리 측정하여 정보화한 상기 I채널 및 Q채널의 전치왜곡 테이블(predistortion lookup table)를 저장하고 있다. 상기 전치왜곡 룩업테이블들은 송신기에서 I 및 Q 채널의 데이터가 전력증폭되는 과정에서 발생될 수 있는 왜곡 특성들을 미리 측정하여 감쇄시키기 위한 전치왜곡 데이터들을 저장하는 테이블들이 된다. 상기 메모리233은 상기 어드레스발생기231에서 출력되는 IADDR 및 QADDR에 대응되는 데이터를 억세스하여 I채널 전치왜곡 계수 IPDD 및 Q채널 전치왜곡 계수 QPDD로 출력한다.
기저대역필터(baseband filter)201은 상기 I 채널의 송신데이터 IChD를 입력하며, 기저대역의 IChD를 파형 정형하여 인접채널에 영향을 줄수 있는 사이드로브(sidelobe) 출력 전력을 제한한다. 기저대역필터203은 상기 Q 채널의 송신데이터 QChD를 입력하며, 기저대역의 QChD를 파형정형하여 인접채널에 영향을 줄 수 있는 사이드로브 출력 전력을 제한한다.
승산기511은 상기 기저대역필터201의 출력과 상기 메모리233에서 출력되는 I채널 전치왜곡 계수 IPDD를 입력하며, 두 입력을 승산하여 전치왜곡된 기저대역의 I채널 데이터를 발생한다. 승산기513은 상기 기저대역필터203의 출력과 상기 메모리233에서 출력되는 Q채널 전치왜곡 계수 QPDD를 입력하며, 두 입력을 승산하여 전치왜곡된 기저대역의 Q채널 데이터를 발생한다.
디지털/아날로그변환기205는 상기 승산기511에서 출력되는 전치왜곡된 기저대역의 I채널 데이터를 아날로그신호로 변환한다. 디지털/아날로그변환기207은 상기 승산기513에서 출력되는 전치왜곡된 기저대역의 Q채널 데이터를 아날로그신호로 변환한다. 저역필터209는 전치왜곡되어 아날로그 형태로 변환된 I 기저대역신호를 저역 여파하여 I 채널 신호에 포함된 고조파(harmonics) 및 스퓨리어스(spurious)를 제거한다. 저역필터211은 전치왜곡되어 아날로그 형태로 변환된 Q 기저대역신호를 저역 여파하여 Q채널 신호에 포함된 고조파 및 스퓨리어스를 제거한다.
변조기213은 상기 저역필터209 및 211의 출력을 입력하며, 제1발진기215의 출력에 의해 전치왜곡되어 입력되는 I 및 Q 기저대역신호를 변조 출력한다. 상기 제1발진기215는 상기 변조기213의 변조 주파수를 발생하는 발진기이다. 이득조절증폭기217은 상기 변조기213의 출력을 입력하며, 상기 전력제어부227에서 출력되는 송신전력제어신호에 의해 상기 변조된 송신출력신호의 크기를 조정한다. 혼합기219는 상기 이득조절증폭기217의 출력을 입력하며, 제2발진기221의 출력과 상기 송신 출력신호를 혼합하여 송신 주파수 대역으로 송신출력신호의 주파수를 상승변환한다. 상기 제2발진기221은 송신 대역의 반송파를 발생하는 발진기이다.
전력증폭기223은 상기 혼합기219에서 출력되는 송신 출력신호를 원하는 송신 출력 전력까지 증폭하여 출력한다. 이때 상기전력증폭기223의 입력신호는 송신부의 전체 왜곡 특성에 대응되는 크기로 전치왜곡된 신호이므로, 상기 전력증폭기223에 의한 왜곡 특성을 보상하게 되며, 이로인해 출력되는 최종 송신신호는 왜곡이 보상된 신호가 된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제2실시예에서는 상기 전치왜곡신호를 각각 상기 기저대역필터201 및 203의 출력과 승산하므로써 상기 송신부의 왜곡 특성을 보상한다. 본 발명의 제2실시예에서도 상기 제1실시예에서와 같이 상기 송신부의 송신 출력 및 입력되는 데이터의 형태에 해당하는 왜곡 특성을 미리 측정하여 상기 메모리233의 전치왜곡 룩업테이블에 저장한다. 그리고 데이터 송신시 상기 어드레스발생기231이 입력되는 IChD 및 QChD, 송신부의 온도검출신호, 송신전력제어신호들을 이용하여 상기 메모리233의 어드레스IADDR 및 QADDR을 발생하며, 상기 메모리233은 상기 어드레스 IADDR 및 QADDR에 각각 대응되는 전치 왜곡 정보들을 출력하여 기저대역필터201 및 203의 출력에 승산한다.
도 6은 상기 어드레스발생기231, 메모리233 및 필터계수발생기235의 구성을 도시하고 있다.
상기 도 6을 참조하면, 상기 입력되는 IChD는 상기 기저대역필터201에 인가되는 동시에 I어드레스 큐311에 인가된다. 또한 상기 입력되는 QChD는 상기 기저대역필터203에 인가되는 동시에 Q어드레스 큐313에 인가된다. 상기 어드레스 큐311 및 313은 각각 최초 상태에서는 초기화되어 있으며, 해당하는 채널 데이터 입력시 MSB에서 LSB 측으로 쉬프트 출력한다. 이때 상기 온도보상 및 전력제어에 대한 오프셋 기능을 채택하지 않는 경우, 상기 어드레스 큐311 및 313의 출력은 상기 전치왜곡 테이블351 및 353의 어드레스 IADDR 및 QADDR로 인가된다.
온도보상어드레스맵핑기319는 내부에 감지된 온도에 대응되는 어드레스 오프셋 값들을 저장하는 테이블을 구비하며, 상기 온도센서229에서 출력되는 송신기의 내부 온도감지신호를 상기 온도 오프셋 어드레스 테이블에 맵핑시켜 온도 오프셋 어드레스 값을 출력한다. 전력제어어드레스맵핑기321은 송신전력에 대응되는 어드레스 오프셋 값들을 저장하는 테이블을 구비하며, 상기 전력제어부227에서 출력되는 송신전력제어신호를 상기 전력 오프셋 어드레스 테이블에 맵핑시켜 전력 오프셋 어드레스를 출력한다. 온도보상 어드레스 큐323은 최초 상태에서는 초기화되어 있으며, 상기 온도보상 어드레스 맵핑기319에서 출력되는 온도 오프셋 어드레스 값을 MSB에서 LSB로 쉬프트시켜 온도 오프셋 어드레스 CAd로 출력한다. 전력제어 어드레스 큐325는 최초 상태에서는 초기화되어 있으며, 상기 전력제어 어드레스 맵핑기321에서 출력되는 전력 오프셋 어드레스를 MSB에서 LSB로 쉬프트시켜 전력 오프셋 어드레스 PAd로 출력한다. 어드레스 오프셋 가산기327은 상기 어드레스큐323 및 325에서 출력되는 어드레스 CAd 및 PAd를 가산하여 오프셋 어드레스Ad2를 발생한다.
I어드레스 가산기315는 상기 I어드레스큐311에서 출력되는 I채널 데이터 IAd1과 상기 어드레스 오프셋 가산기327에서 출력되는 오프셋 어드레스Ad2를 가산하여 I채널 어드레스 IADDR을 발생한다. Q어드레스 가산기317은 상기 Q어드레스큐313에서 출력되는 Q채널 데이터 QAd1과 상기 어드레스 오프셋 가산기327에서 출력되는 오프셋 어드레스Ad2를 가산하여 Q채널 어드레스 QADDR을 발생한다.
I전치왜곡 테이블351은 I 채널 데이터, 송신전력의 변화 및 송신기의 내부 온도 변화에 의해 발생되는 왜곡량을 미리 측정한 후, 이를 제거하기 위한 전치 왜곡 값을 저장하고 있다. Q전치왜곡 테이블353은 Q 채널 데이터, 송신전력의 변화 및 송신기의 내부 온도 변화에 의해 발생되는 왜곡량을 미리 측정한 후, 이를 제거하기 위한 전치 왜곡 값을 저장하고 있다. 상기 I전치왜곡 테이블351은 상기 I채널 어드레스 IADDR에 대응되는 위치에 저장된 전치 왜곡 값을 억세스하여 I채널 전치왜곡 계수 IPDD로 출력한다. Q전치왜곡 테이블353은 상기 Q채널 어드레스 QADDR에 대응되는 위치에 저장된 전치왜곡 값을 억세스하여 Q채널 전치왜곡 계수 QPDD로 출력한다.
상기 도 6의 구성은 상기 도 3의 구성에서 필터계수를 발생하는 구성이 생략되었음을 알 수 있다.
따라서 상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 IChD 및 QChD는 상기 기저대역필터201 및 203에서 파형 정형된 후 승산기511 및 513에서 전치왜곡 계수 IPDD 및 QPDD와 각각 승산되어 전치왜곡된다.
상기 제2실시예에 따른 전치왜곡 동작을 살펴보면, 상기 송신부의 송신 출력 및 입력되는 데이터의 형태에 해당하는 왜곡 특성을 미리 측정하여 상기 메모리233의 전치왜곡 룩업테이블에 저장한다. 그리고 어드레스발생기231은 데이터 송신시 입력되는 IChD 및 QChD와 송신전력변화 및 송신기의 내부 온도변화에 대응되는 오프셋 값을 어드레스로 변환하여 상기 메모리233의 어드레스로 출력하며, 상기 메모리233은 입력되는 어드레스 위치에 대응되는 데이터를 전치왜곡 계수 IPDD 및 QPDD로 출력한다.
그러면 상기 승산기511 및 513은 각각 입력되는 기저대역의 IChD 및 QChD와 상기 메모리233에서 출력되는 전치왜곡 계수 IPDD 및 QPDD를 각각 곱하여 전치왜곡된 I채널 데이터 및 Q채널 데이터를 발생한다. 이때 상기 전치왜곡된 I채널 데이터 및 Q채널 데이터는 송신부를 구성하는 능동소자들의 왜곡 특성과 반대 방향으로 공급되어 상기 송신부의 왜곡 특성을 보상한다. 상기 송신부의 왜곡 특성은 상기 전력증폭기223에서 가장 크게 발생된다. 상기 송신부의 왜곡되는 정도는 능동 소자에 입력되는 신호 전력의 크기와 데이터의 형태에 크게 좌우된다. 따라서 상기 능동소자들의 입력 전력 또는 출력전력과 데이터의 형태를 알수 있으면 상기 송신부의 왜곡 정도를 알 수 있다.
상기와 같이 전치 왜곡된 기저대역의 I 및 Q 채널의 데이터들은 각각 아날로그 변환, 변조, 주파수변환 및 전력증폭되는 과정에서 많은 비선형소자들을 통과하면서 능동소자의 비선형 증폭에 의하여 왜곡된다. 하지만 상기 승산기201 및 203에서 미리 반대 방향으로 전치 왜곡된 상태이므로, 송신부의 왜곡 특성을 보상하게 되는 것이다.
상기한바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 무선 통신장치의 송신부는 최종 출력되는 전력증폭기223의 출력의 일부를 궤환 입력하여 전치왜곡하는 구조가 아니라, 기저대역신호, 송신전력 변화 및 내부의 온도변화에 따른 전치왜곡 신호를 발생시킨 후 기저대역필터에서 출력되는 각 채널의 데이터와 승산하여 미리 전치왜곡시키므로서, 송신부의 비선형 특성을 보상하는 구조임을 알 수 있다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따라 전치 왜곡 방식을 사용하여 비선형 왜곡 현상을 보상하는 송신기의 구성을 도시하는 도면이다.
어드레스발생기231은 I채널 데이터 IChD 및 Q채널 데이터 QChD를 입력하며, 상기 IChD 및 QChD의 기저대역 신호 형태에 맞는 어드레스를 발생한다. 전력제어부227은 도시하지 않은 제어부의 제어하에 송신 전력제어신호를 발생하여 상기 어드레스발생기231에 인가한다. 온도센서229는 송신부의 온도를 감지하여 상기 어드레스발생기231에 출력한다. 상기 어드레스발생기231은 상기 IChD 및 QChD를 입력하여 송신기에서 발생될 수 있는 왜곡 신호를 미리 보상하여 전치 왜곡 시키기 위한 전치왜곡 테이블의 어드레스인 IADDR 및 QADDR을 발생한다. 또한 상기 어드레스발생기231은 상기 온도감지신호 및 전력제어신호를 입력하며, 상기 송신기의 온도 변화 및 송신전력 변화에 대응되는 오프셋 어드레스를 발생하여 상기 IADDR 및 QADDR을 발생시킨다. 여기서 상기 전치왜곡 테이블의 어드레스 발생시 상기 어드레스발생기231은 상기 온도센서229 및 전력제어부227의 출력을 사용하지 않고 상기 IChD 및 QChD 만을 이용하여 상기 IADDR 및 QADDR을 발생할 수 있으며, 또한 상기 온도센서229의 출력 및 전력제어부227의 출력 중 어느 한 출력만을 이용하여 상기 IADDR 및 QADDR을 발생시킬 수도 있다.
메모리233은 송신부 전체의 왜곡 특성을 미리 측정하여 정보화한 상기 I채널 및 Q채널의 전치왜곡 테이블(predistortion lookup table)를 저장하고 있다. 상기 전치왜곡 룩업테이블들은 송신기에서 I 및 Q 채널의 데이터가 전력증폭되는 과정에서 발생될 수 있는 왜곡 특성들을 미리 측정하여 감쇄시키기 위한 전치왜곡 데이터들을 저장하는 테이블들이 된다. 상기 메모리233은 상기 어드레스발생기231에서 출력되는 IADDR 및 QADDR에 대응되는 데이터를 억세스하여 I채널 전치왜곡 계수 IPDD 및 Q채널 전치왜곡 계수 QPDD로 출력한다.
디지털/아날로그변환기235는 상기 메모리233에서 출력되는 전치왜곡 계수 IPDD 및 QPDD를 아날로그신호로 변환하여 출력한다.
기저대역필터(baseband filter)201은 상기 I 채널의 송신데이터 IChD를 입력하며, 기저대역의 IChD를 파형 정형하여 인접채널에 영향을 줄수 있는 사이드로브(sidelobe) 출력 전력을 제한한다. 기저대역필터203은 상기 Q 채널의 송신데이터 QChD를 입력하며, 기저대역의 QChD를 파형정형하여 인접채널에 영향을 줄 수 있는 사이드로브 출력 전력을 제한한다.
디지털/아날로그변환기205는 상기 기저대역필터201에서 출력되는 기저대역의 I채널 데이터를 아날로그신호로 변환한다. 디지털/아날로그변환기207은 상기 기저대역필터203에서 출력되는 기저대역의 Q채널 데이터를 아날로그신호로 변환한다.
승산기511은 상기 디지털/아날로그변환기205의 출력과 상기 디지털/아날로그변환기235에서 출력하는 아날로그의 I채널 전치왜곡신호를 입력하며, 두 입력을 승산하여 전치왜곡된 I채널의 아날로그신호를 발생한다. 승산기513은 상기 디지털/아날로그변환기207의 출력과 상기 디지털/아날로그변환기235에서 출력되는 아날로그의 Q채널 전치왜곡신호를 입력하며, 두 입력을 승산하여 전치왜곡된 Q채널의 아날로그신호를 발생한다.
저역필터209는 전치왜곡되어 아날로그 형태로 변환된 I채널신호를 저역 여파하여 I 채널 신호에 포함된 고조파(harmonics) 및 스퓨리어스(spurious)를 제거한다. 저역필터211은 전치왜곡되어 아날로그 형태로 변환된 Q채널신호를 저역 여파하여 Q채널 신호에 포함된 고조파 및 스퓨리어스를 제거한다.
변조기213은 상기 저역필터209 및 211의 출력을 입력하며, 제1발진기215의 출력에 의해 전치왜곡되어 입력되는 I 및 Q 기저대역신호를 변조 출력한다. 상기 제1발진기215는 상기 변조기213의 변조 주파수를 발생하는 발진기이다. 이득조절증폭기217은 상기 변조기213의 출력을 입력하며, 상기 전력제어부227에서 출력되는 송신전력제어신호에 의해 상기 변조된 송신출력신호의 크기를 조정한다. 혼합기219는 상기 이득조절증폭기217의 출력을 입력하며, 제2발진기221의 출력과 상기 송신 출력신호를 혼합하여 송신 주파수 대역으로 송신출력신호의 주파수를 상승변환한다. 상기 제2발진기221은 송신 대역의 반송파를 발생하는 발진기이다.
전력증폭기223은 상기 혼합기219에서 출력되는 송신 출력신호를 원하는 송신 출력 전력까지 증폭하여 출력한다. 이때 상기 전력증폭기223의 입력신호는 송신부의 전체 왜곡 특성에 대응되는 크기로 전치왜곡된 신호이므로 상기 전력증폭기223에서 출력되는 최종 송신신호는 왜곡이 보상된 신호가 된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제3실시예에서는 상기 전치왜곡신호를 각각 디지털/아날로그변환기205 및 207의 출력과 승산하므로써 상기 송신부의 왜곡 특성을 보상한다. 본 발명의 제3실시예에서도 상기 제1실시예 및 제2실시예에서와 같이 상기 송신부의 송신 출력 및 입력되는 데이터의 형태에 해당하는 왜곡 특성을 미리 측정하여 상기 메모리233의 전치왜곡 룩업테이블에 저장하며, 전치왜곡데이터를 발생하는 구성은 상기 도 6과 동일한 구성을 갖는다.
따라서 상기 데이터 송신시 상기 어드레스발생기231이 입력되는 IChD 및 QChD, 송신부의 온도검출신호, 송신전력제어신호들을 이용하여 상기 메모리233의 어드레스IADDR 및 QADDR을 발생하며, 상기 메모리233에서 출력되는 전치 왜곡 계수를 아날로그신호로 변환한 후 상기 디지털/아날로그변환기205 및 207의 출력에 승산한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전치 왜곡 방식의 송신부는 전력증폭기의 일부 출력을 궤환 입력하지 않고 전치왜곡 룩업 테이블을 이용하여 전치왜곡 동작을 수행하므로 하드웨어적인 구성 요소가 간단하여 단말기 등에 적용할 수 있다. 또한 전치왜곡시 전력제어신호의 크기에 따라 송신부의 능동소자들에 의해 발생되는 기저대역의 왜곡을 보상할 수 있으며, 특히 전력증폭기가 비선형 영역에서 동작하더라도 송신 데이터의 왜곡을 줄일 수 있다. 상기와 같이 전력증폭기가 비선형 영역에서 동작할 수 있도록 하면, 시스템 전체의 전력 효율을 높일 수 있어 배터리로 구동되는 무선 단말기의 사용 시간을 확장할 수 있는 이점이 있다.

Claims (15)

  1. 디지털 무선 통신시스템의 송신장치에 있어서,
    입력 신호의 레벨들에 대응되는 송신부의 왜곡특성을 측정한 후 측정 결과에 따라 상기 송신장치의 왜곡특성을 보상하기 위한 전치왜곡 데이터들을 저장하는 전치왜곡 룩업테이블을 구비하며, 송신시 상기 입력 신호들의 레벨에 대응되는 상기 전치왜곡 룩업테이블의 데이터들을 억세스한 후, 상기 입력신호에 합성하여 상기 입력신호를 전치왜곡시키므로써 상기 송신장치의 비선형소자들에 의해 발생되는 왜곡특성을 보상하는 것을 특징으로 하는 무선 송신장치의 선형화장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전치왜곡 룩업테이블이 송신전력의 변화에 따른 왜곡특성을 보상하기 위한 전치왜곡 데이터들을 더 저장하며, 송신시 상기 송신전력의 변화에 대응되는 전치왜곡 데이터를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 무선 송신장치의 선형화장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전치왜곡 룩업 테이블이 상기 송신장치의내부 온도변화에 따른 왜곡 특성을 보상하기 위한 전치왜곡 데이터들을 더 저장하며, 송신시 상기 내부 온도 변화에 대응되는 전치왜곡 데이터를 더 출력하는 것을 특징으로 하는 무선 송신장치의 선형화장치.
  4. 디지털 무선통신시스템의 통신장치에 있어서,
    기저대역데이터에 대응되는 상기 송신장치의 왜곡특성을 미리 측정하여 송신시 상기 송신장치의 왜곡을 보상하기 위한 전치왜곡 데이터들을 저장하는 전치왜곡 룩업테이블을 구비하는 메모리와,
    상기 입력되는 기저대역 데이터를 상기 메모리의 어드레스로 발생하는 어드레스발생기와,
    상기 메모리에서 출력되는 전치왜곡 데이터에 기준필터계수를 가산하여 전치왜곡용 필터계수를 발생하는 필터계수발생기와,
    상기 기저대역 데이터를 입력하며, 입력되는 기저대역 데이터를 상기 필터계수에 따라 전치왜곡 및 여파하여 출력하는 기저대역필터들을 구비하여,
    상기 기저대역필터에서 출력되는 기저대역신호가 변조, 주파수 변환 및 전력증폭되는 과정에서 비선형소자들에 의해 발생되는 왜곡 특성을 보상하는 것을 특징으로 하는 전치왜곡 방식을 이용한 무선 송신장치의 선형화장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 입력되는 기저대역 데이터에 대응되는 전치왜곡 데이터를 구비하는 상기 전치왜곡 테이블이 상기 송신장치의 송신 전력변화에 대응되는 전치왜곡 데이터를 더 구비하며,
    상기 기저대역 데이터에 대응되는 상기 메모리의 어드레스를 발생하는 상기 어드레스발생기가 상기 송신전력 레벨 변화에 따른 어드레스를 발생하기 위한 테이블을 구비하고 현 송신전력 레벨을 상기 테이블에 맵핑시켜 전력제어어드레스를 발생하는 전력제어어드레스 맵핑기와, 상기 기저대역 데이터와 상기 전력제어어드레스를 가산하여 상기 메모리의 어드레스를 발생하는 어드레스가산기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전치왜곡 방식을 이용한 무선 송신장치의 선형화장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 입력되는 기저대역 데이터 및 송신전력 변화에 대응되는 전치왜곡 데이터를 구비하는 상기 전치왜곡 테이블이 상기 송신장치의 내부 온도 변화에 대응되는 전치왜곡 데이터를 더 구비하며,
    상기 기저대역 데이터 및 송신 전력변화에 대응되는 상기 메모리의 어드레스를 발생하는 상기 어드레스발생기가 상기 송신장치의 내부온도 변화에 따른 어드레스를 발생하기 위한 테이블을 구비하고 현재의 내부온도 값을 상기 테이블에 맵핑시켜 온도보상어드레스를 발생하는 온도보상 어드레스 맵핑기와, 상기 전력제어어드레스와 상기 온도보상어드레스를 가산하여 상기 어드레스가산기에 출력하는 어드레스오프셋가산기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전치왜곡 방식을 이용한 무선 송신장치의 선형화장치.
  7. 디지털 무선통신시스템의 통신장치에 있어서,
    기저대역데이터에 대응되는 상기 송신장치의 왜곡특성을 미리 측정하여 송신시 상기 송신장치의 왜곡을 보상하기 위한 전치왜곡 데이터들을 저장하는 전치왜곡 룩업테이블을 구비하는 메모리와,
    상기 입력되는 기저대역 데이터를 상기 메모리의 어드레스로 발생하는 어드레스발생기와,
    상기 입력되는 기저대역 데이터와 상기 전치왜곡데이터를 곱하여 전치왜곡된 송신신호를 발생하는 곱셈기와,
    상기 곱셈기의 출력을 아날로그신호로 변환하는 디지털 /아날로그변환기와,
    상기 디지털 /아날로그변환기의 출력에서 기저대역의 송신신호를 저역여파하는 저역필터와,
    상기 저역필터에서 출력되는 전치왜곡된 기저대역의 송신신호를 변조, 주파수 상승 변환 및 전력증폭하는 송신기를 구비하여,
    상기 전치왜곡된 송신신호가 상기 송신기의 비선형소자들에 의해 발생되는 왜곡 성분과 상쇄되어 순수 송신신호가 최종 출력되는 것을 특징으로 하는 전치왜곡 방식을 이용한 무선 송신장치의 선형화장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 입력되는 기저대역 데이터에 대응되는 전치왜곡 데이터를 구비하는 상기 전치왜곡 테이블이 상기 송신장치의 송신 전력변화에 대응되는 전치왜곡 데이터를 더 구비하며,
    상기 기저대역 데이터에 대응되는 상기 메모리의 어드레스를 발생하는 상기 어드레스발생기가 상기 송신전력 레벨 변화에 따른 어드레스를 발생하기 위한 테이블을 구비하고 현 송신전력 레벨을 상기 테이블에 맵핑시켜 전력제어어드레스를 발생하는 전력제어어드레스 맵핑기와, 상기 기저대역 데이터와 상기 전력제어어드레스를 가산하여 상기 메모리의 어드레스를 발생하는 어드레스가산기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전치왜곡 방식을 이용한 무선 송신장치의 선형화장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 입력되는 기저대역 데이터 및 송신전력 변화에 대응되는 전치왜곡 데이터를 구비하는 상기 전치왜곡 테이블이 상기 송신장치의 내부 온도 변화에 대응되는 전치왜곡 데이터를 더 구비하며,
    상기 기저대역 데이터 및 송신 전력변화에 대응되는 상기 메모리의 어드레스를 발생하는 상기 어드레스발생기가 상기 송신장치의 내부온도 변화에 따른 어드레스를 발생하기 위한 테이블을 구비하고 현재의 내부온도 값을 상기 테이블에 맵핑시켜 온도보상어드레스를 발생하는 온도보상 어드레스 맵핑기와, 상기 전력제어어드레스와 상기 온도보상어드레스를 가산하여 상기 어드레스가산기에 출력하는 어드레스오프셋가산기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전치왜곡 방식을 이용한 무선 송신장치의 선형화장치.
  10. 디지털 무선통신시스템의 통신장치에 있어서,
    기저대역데이터에 대응되는 상기 송신장치의 왜곡특성을 미리 측정하여 송신시 상기 송신장치의 왜곡을 보상하기 위한 전치왜곡 데이터들을 저장하는 전치왜곡 룩업테이블을 구비하는 메모리와,
    상기 입력되는 기저대역 데이터를 상기 메모리의 어드레스로 발생하는 어드레스발생기와,
    상기 입력되는 기저대역의 송신신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그변환기와,
    상기 아날로그 변환된 송신신호와 상기 전치왜곡신호를 곱하여 전치왜곡된 송신신호를 발생하는 곱셈기와,
    상기 곱셈기의 출력에서 기저대역의 송신신호를 저역여파하는 저역필터와,
    상기 저역필터에서 출력되는 전치왜곡된 기저대역의 송신신호를 변조, 주파수 상승 변환 및 전력증폭하는 송신기를 구비하여,
    상기 전치왜곡된 송신신호가 상기 송신기의 비선형소자들에 의해 발생되는 왜곡 성분과 상쇄되어 순수 송신신호가 최종 출력되는 것을 특징으로 하는 전치왜곡 방식을 이용한 무선 송신장치의 선형화장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 입력되는 기저대역 데이터에 대응되는 전치왜곡 데이터를 구비하는 상기 전치왜곡 테이블이 상기 송신장치의 송신 전력변화에 대응되는 전치왜곡 데이터를 더 구비하며,
    상기 기저대역 데이터에 대응되는 상기 메모리의 어드레스를 발생하는 상기 어드레스발생기가 상기 송신전력 레벨 변화에 따른 어드레스를 발생하기 위한 테이블을 구비하고 현 송신전력 레벨을 상기 테이블에 맵핑시켜 전력제어어드레스를 발생하는 전력제어어드레스 맵핑기와, 상기 기저대역 데이터와 상기 전력제어어드레스를 가산하여 상기 메모리의 어드레스를 발생하는 어드레스가산기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전치왜곡 방식을 이용한 무선 송신장치의 선형화장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 입력되는 기저대역 데이터 및 송신전력 변화에 대응되는 전치왜곡 데이터를 구비하는 상기 전치왜곡 테이블이 상기 송신장치의 내부 온도 변화에 대응되는 전치왜곡 데이터를 더 구비하며,
    상기 기저대역 데이터 및 송신 전력변화에 대응되는 상기 메모리의 어드레스를 발생하는 상기 어드레스발생기가 상기 송신장치의 내부온도 변화에 따른 어드레스를 발생하기 위한 테이블을 구비하고 현재의 내부온도 값을 상기 테이블에 맵핑시켜 온도보상어드레스를 발생하는 온도보상 어드레스 맵핑기와, 상기 전력제어어드레스와 상기 온도보상어드레스를 가산하여 상기 어드레스가산기에 출력하는 어드레스오프셋가산기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전치왜곡 방식을 이용한 무선 송신장치의 선형화장치.
  13. 입력되는 기저대역 데이터 및 송신전력 레벨들에 대응되는 송신부의 왜곡특성을 측정하여 저장하는 전치왜곡 룩업테이블을 구비하는 디지털 무선통신장치의 송신방법에 있어서,
    데이터 송신시 상기 입력되는 기저대역신호의 형태 및 상기 송신전력제어신호에 따른 어드레스를 발생하는 과정과,
    상기 어드레스에 대응되는 상기 전치왜곡 룩업테이블의 데이터를 억세스하여 전치왜곡신호를 발생하기 위한 필터계수를 발생하는 과정과,
    입력 신호를 기저대역으로 여파하며 상기 필터계수에 따라 전치왜곡하는 과정으로 이루어져,
    상기 송신부의 비선형소자들을 통과하면서 발생되는 왜곡특성을 보상함을 특징으로 하는 전치왜곡방식을 사용하는 무선 송신장치의 선형화방법.
  14. 입력되는 기저대역신호 및 송신전력 레벨들에 대응되는 송신부의 왜곡특성을 측정하여 저장하는 전치왜곡 룩업테이블을 구비하는 디지털 무선통신장치의 송신방법에 있어서,
    송신되는 기저대역 신호의 형태에 따른 어드레스를 발생하는 과정과,
    상기 어드레스에 대응되는 상기 전치왜곡 룩업테이블의 데이터를 억세스하여 전치왜곡신호를 발생하는 과정과,
    상기 송신되는 기저대역신호와 상기 전치왜곡 신호를 곱하여 전치왜곡된 기저대역의 송신신호를 발생하는 과정과,
    상기 전치왜곡된 기저대역의 송신신호를 아날로그신호로 변환하는 과정과,
    상기 아날로그 변환된 전치왜곡의 송신신호를 기저대역으로 저역 여파하는 과정과,
    상기 저역여파된 전치왜곡의 송신신호를 변조, 주파수 상승변환 및 전력 증폭하여 출력하는 과정으로 이루어져,
    상기 전치왜곡된 송신신호가 송신기의 비선형소자들을 통과하면서 발생되는 왜곡성분을 상쇄시켜 순수 송신신호를 출력함을 특징으로 하는 전치왜곡방식을 사용하는 무선 송신장치의 선형화방법.
  15. 입력되는 기저대역신호 및 송신전력 레벨들에 대응되는 송신부의 왜곡특성을 측정하여 저장하는 전치왜곡 룩업테이블을 구비하는 디지털 무선통신장치의 송신방법에 있어서,
    송신되는 기저대역 신호의 형태에 따른 어드레스를 발생하는 과정과,
    상기 어드레스에 대응되는 상기 전치왜곡 룩업테이블의 데이터를 억세스하여 전치왜곡신호를 발생하는 과정과,
    아나로그 변환된 상기 기저대역의 송신신호와 상기 전치왜곡 신호를 곱하여 전치왜곡된 기저대역의 송신신호를 발생하는 과정과,
    상기 아날로그 변환된 전치왜곡의 송신신호를 기저대역으로 저역 여파하는 과정과,
    상기 저역여파된 전치왜곡의 송신신호를 변조, 주파수 상승변환 및 전력 증폭하여 출력하는 과정으로 이루어져,
    상기 전치왜곡된 송신신호가 송신기의 비선형소자들을 통과하면서 발생되는 왜곡성분을 상쇄시켜 순수 송신신호를 출력함을 특징으로 하는 전치왜곡방식을 사용하는 무선 송신장치의 선형화방법.
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