KR20060095757A - 무선 전송기에서 사용하기 위한 전치왜곡기 - Google Patents

Abstract

무선 주파수(RF) 전송기는 전력 증폭기와, 전력 증폭기를 선형화하는데 사용하기 위하여 증폭 이전에 왜곡 신호를 RF 신호로 주입하기 위한 전치왜곡기를 포함하며, 여기서 전치왜곡기는 RF 신호의 반송파 주파수의 두 배보다 작게 동작하는 위상 시프터를 포함한다.

Description

무선 전송기에서 사용하기 위한 전치왜곡기{A PREDISTORTER FOR USE IN A WIRELESS TRANSMITTER}

본 발명은 일반적으로 무선 전송 디바이스, 그리고 보다 특별히는 전력 증폭기의 선형화를 위한 기술과 관련이 있다.

범용 이동 통신 시스템(Universal Mobile Telecommunication System: UMTS)와 같은 무선 통신 시스템에서, 전력 증폭기는 종종 전송 효율을 증가시키기 위해 비-선형 동작 영역 안으로 구동된다. 불행히도, 이것은 스펙트럼 확장과 대역 내의 왜곡을 초래한다. 그 자체로, 전력 증폭기를 여전히 효율적으로 동작시키면서, 다양한 기술이 전송기의 동작을 선형화(종종 전력 증폭기의 선형화라고 부르는)하기 위해 개발되어 왔다.

하나의 이러한 기법이 전치왜곡이다. 일반적으로 말하자면, 전치왜곡에서 전송될 신호는 전력 증폭기에 의해 도입된 왜곡에 상보적인 방식으로 먼저 왜곡된다. 사실상, 전송될 신호에 도입된 왜곡은 전력 증폭기의 비-선형 동작에 의해 야기된 왜곡을 상쇄한다. 따라서, 전체적인 인상은 이 전송기가 이상적인 선형 증폭기를 포함한다는 것이다.

예를 들면, 비-선형 동작 영역에서 전력 증폭기는 보다 높은 차수의 혼변조 산물을 전송될 신호로 생성한다. 그 자체로, 이런 보다 높은 차수의 혼변조 산물을실질적으로 제거하지 못한다 하더라도 감소시키기 위해, 전치왜곡기는 도 6에서 도시된 대로 제 2차수 고조파 산물을 생성하고 이것을 전송될 신호에 주입한다. 특히, 중간 주파수(IF) 입력 신호(101)(IF 101)이 믹서(170)에 인가되며, 이것은 당업에서 알려진 것처럼, 업컨버팅된 RF 신호를 대역 통과 필터(BPF)(175)로 제공하기 위해, 신호(IF 101)를 요구되는 무선 주파수(RF)에서 작동하는 국부 발진기(LO) 신호(171)와 섞는다. 업컨버팅의 보다 상위부 또는 보다 하위부의 선택에 따라, LO 신호(171) 주파수값은 요구되는 RF 주파수 ±IF 주파수와 동일하다. 예를 들면, UMTS에 따라 동작하는 무선 디바이스의 상황에 있어서, IF 주파수는 일반적으로 380 MHz이고, LO 주파수는 1.54 기가 헤르쯔(GHz)(10⁹ Hz)에서 1.60 GHz의 범위에 있다. BPF(175)는 필터링된 RF 신호(176)를 전치왜곡기(100)에 제공하기 위해 업컨버팅된 RF 신호를 필터링한다. 이러한 실례의 견지에서, RF 신호 주파수는 대략 1.92 GHz에서 1.98 GHz의 범위에 속한다. 그 자체로, 전치왜곡기(100)는 당업에서 알려진 대로 마이크로파 회로를 표시한다. 전치왜곡기(100)는 커플러(105), 입력 정합 네트워크(110), 커플러(115), 혼변조 생성기(IM)(120), BPF(130), 증폭기(AMP)(135), 위상 시프터(140)와 진폭 조정기(145)를 포함한다. 필터링된 RF 신호는 커플러(105)에 인가된다. 커플러(105)는 "약한(weak)" 방향성 커플러이고 필터링된 RF 신호의 대부분을 입력 정합 네트워크(110)를 거쳐 커플러(115)에 제공한다. 하지만, 필터링된 RF 신호의 일부{예를 들면, 20 dB(데시벨) 정도에서}는 커플 러(105)에 의해 추출되고 IM(120)에 제공된다. IM(120)은 이 필터링된 RF 신호의 추출된 부분으로부터 제 2차수 고조파 산물을 생성하기 위한 비-선형 함수를 제공한다. IM(120)에 의해 제공되는 제 2차 고조파 산물은 BPF(130)를 거쳐 더 형성되며, 그후 혼변조 산물을 상쇄시키기에 충분한 수준의 제 2차 고조파 산물을 제공하기 위해 증폭기(AMP)(135)에 의해 더 증폭된다. AMP(135)로부터 제 2차 고조파 산물의 위상과 진폭은 방향 커플러(115)에 인가하기 위해 위상 시프터(140)와 진폭 조정기(145)를 거쳐 더 조정된다. 커플러(115)는 조정된 제 2차 고조파 산물(146)을 필터링된 RF 신호에 다시 주입하며, 결합된 신호 - 필터링된 RF 신호와 조정된 제 2차 고조파 산물 -를 전송을 위해 RF 출력 신호(186)(RF 186)를 제공하는 전력 증폭기(185)에 제공한다. 디지털 신호 처리기(DSP)(190)는 제 2차 고조파 산물의 위상과 진폭을 조정하기 위해 제어 신호(191, 192)를 각각 거쳐서 위상 시프터(140)와 진폭 조정기(145)를 제어하여, 그 결과 전력 증폭기(185)에 의해 결합된 신호의 증폭이 전력 증폭기에 의해 생성된 상위 차수의 혼변조 산물을 실질적으로 제거하지 못한다 하더라도 이제 감소시킨다. DSP(190)는 제어 신호(191, 192)를 생성시키기 위해 사용되는 당업에서 알려진 메모리에서의 룩업 테이블(LUT)(195)과 제어 신호를 생성하기 위한 디지털-아날로그 변환기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.

IM(120)이 제 2차 고조파 산물을 생성하므로, 이 신호는 RF 신호 주파수의 두 배에서 동작한다. 그 자체로, 무선 전송 주파수가 기가 헤르쯔(GHertz) 범위, 예를 들면, 2 GHz 이상으로 계속하여 증가하므로, 실제로 이것은 도 6의 전치왜곡 기의 요소를 위한 동작 주파수 요구 조건을 두 배로 한다. 불행히도, 예를 들면 위상 시프터(140)와 같은 요소를 위한 동작 주파수 요구 조건의 두 배로 설계해야만 하는 것은, 이것의 비용을 증가시키며, 전체적인 전치왜곡기의 구현의 복잡성에 영향을 끼친다. 예를 들면, 만약 RF 신호 주파수가 2 GHz이라면, 이 동작 주파수의 두 배로 설계하는 것은 위상 시프터가 4 GHz의 RF 신호 주파수에서 동작하는 것을 요구한다. 이것은 일반적으로 위상 시프터를 포함하는 인덕터, 커패시터와 버랙터에 대해 삽입 손실, 위상 리플(ripple) 및 기생 진동의 허용 수준에 대한 보다 엄격한 요구 조건을 부과하며, 이 모든 것은 추가 비용을 유발시킨다. 추가적으로, 보다 많은 주의가 제조성을 보장하기 위해 회로 설계와 위상 시프터의 배치에 기울여져야 한다.

위의 견지에서, RF 전송기의 반송파 주파수의 두 배 미만에서 전치왜곡기의 위상 시프터를 동작시킴으로써 무선 주파수(RF) 무선 송신기에서 사용하기 위해 전치왜곡기를 위한 디자인 요구 조건 중의 적어도 일부를 줄이는 것이 가능하며, -따라서 관련 비용도 역시 줄이는 것이 가능하다는 것이 관찰되었다. 그러므로, 본 발명의 원리에 따라, RF 전송기는 전력 증폭기를 선형화하는 데 사용하기 위한 증폭 이전에 왜곡 신호를 RF 신호로 주입하기 위한 전력 증폭기와 전치왜곡기를 포함하며, 여기서 전치왜곡기는 RF 신호의 반송파 주파수의 두 배 미만에서 동작하는 위상 시프터를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따라, 무선 주파수(RF) 전송기는 RF 출력 신호를 제공하기 위해 RF 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기와, 위상 시프터, 믹서, 증폭기, 대역통과 필터, 진폭 조정기, 방향성 커플러와 처리기를 추가적으로 포함하는 전치왜곡기를 포함한다. 위상 시프터는 위상 편이된 LO 신호를 제공하기 위해 국부 발진기(LO) 신호를 RF 출력 신호의 반송파 주파수에서 편이시킨다. 위상 편이된 LO 신호는 믹서에 인가되고, 이 믹서는 왜곡 신호를 대역 통과 필터와 증폭기를 거쳐 제공하기 위해 위상 편이된 LO 신호를 중간 주파수 신호와 섞는데, 이 왜곡 신호는 진폭 조정기에 의해 추가적으로 처리된다. 방향성 커플러는 조정된 왜곡 신호를 전력 증폭기에 의한 증폭 이전에 RF 신호에 주입한다. 이런 견지에서, 처리기는 위상 시프터와 진폭 조정기를 제어하며, 그 결과 조정된 왜곡 신호는 전력 증폭기의 동작을 선형화한다.

본 발명의 또 하나의 실시예에서, 회로 기판은 위상 시프터에 연결된 RF 집적 회로(integrated circuit: IC)와 RF 출력 신호를 제공하기 위해 RF 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기를 포함한다. RF 집적 회로는 하나의 신호를 위상 시프터에 제공하며, 여기서 이 신호는 RF 신호의 최소 하나의 RF 반송파에 대응한다. 위상 시프터는 위상 편이된 신호를 RF 집적 회로에 다시 제공하기 위해 이 신호의 위상을 편이시킨다. 이 위상 편이된 신호는 전력 증폭기의 선형화를 위해 사용된다.

상기의 견지에서 그리고 본 발명의 양상에 따라, 위상 시프터는 보다 낮은 주파수에서 동작하고, 따라서 고정된 또는 이동성 무선 장비의 비용을 잠재적으로 낮춘다.

도 1은 본 발명의 원리에 따르는 실례적인 무선 통신 시스템의 일부를 도시하는 도면.

도 2는 본 발명의 원리에 따르는 실례적인 전치왜곡기를 도시하는 도면.

도 3과 4는 도 2의 전치왜곡기에서 사용하기 위한, 실례적인 위상 시프터와 진폭 조정기를 제각기 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 원리에 따르는 또 다른 실례적인 전치왜곡기를 도시하는 도면.

도 6은 종래의 전치왜곡기를 도시하는 도면.

본 발명의 개념 이외에, 도면에서 도시된 요소들이 잘 알려져 있고, 상세히 설명되지는 않을 것이다. 또한, 예를 들면 비록 제한적이지는 않지만, UMTS와 같은 무선 통신 시스템과의 익숙함이 가정되며, 여기서는 상세히 설명되지는 않는다. 예를 들면, 본 발명의 개념과 다른, 스프레드 스펙트럼(spread spectrum) 전송과 수신, 셀(기지국)과 사용자 장비(user equipment: UE), 다운링크 채널, 업링크 채널, 레이크(RAKE) 수신기, 룩업 테이블과 입력 정합 네트워크가 잘 알려져 있고, 여기서는 설명되지 않는다. 추가적으로, 본 발명의 개념은 현재 사용되는 프로그래밍 기술을 사용해서 구현될 수 있으며, 이 프로그래밍 기술 그 자체는 여기서는 설명되지 않을 것이다. 마지막으로, 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 요소를 표시한다.

본 발명의 원리에 따르는 UMTS 무선 통신 시스템(10)의 실례적인 일부가 도 1에서 도시된다. 셀(또는 기지국)(15)과 UMTS 사용자 장비(UE)(20)는 다운링크와 업링크 무선 신호(16, 17)를 제각기 거쳐 그 사이에서 통신한다. 위에서 지적한 바와 같이, 각 무선 단말기{예를 들면, 기지국(15) 및/또는 UE(20)}는 제각기의 업링크와 다운링크 무선 신호를 전송하기 위한 전력 증폭기를 포함한다. 이런 관점에서, 이제 도 2를 주목해야 하고, 이 도 2는 전력 증폭기를 선형화하기 위한 무선 단말기에서 사용하기 위한 본 발명의 원리에 따른 도해적인 전치왜곡기(200)를 도시한다.

도 2는 믹서(170), 대역 통과 필터(BPF)(175), 전치왜곡기(200), 전력 증폭기(185) 및 디지털 신호 처리기(290)를 포함하는 무선 단말기의 실례적인 전송기 전단부를 도시한다. 디지털 신호 처리기는 룩-업 테이블(LUT)(295)(아래에서 설명됨)을 저장하기 위한 메모리를 포함한다. 전치왜곡기(200)는 입력 정합 네트워크(110), 커플러(215), 위상 시프터(220), 믹서(225), BPF(230), 증폭기(250) 및 진폭 조정기(235)를 포함한다. 업컨버팅된 RF 신호를 BPF(175)에 제공하기 위해, IF 입력 신호(101)(IF 101)가 믹서(170)에 인가되고, 이 믹서는 IF(101)를 요구되는 RF 주파수에서 동작하는 LO 신호(171)와 섞는다. 업컨버젼의 상부 또는 하부의 선택에 따라, LO 신호(171) 주파수값은 요구되는 RF 주파수 ±IF 주파수와 동일하다. 예를 들면, UMTS에 따라 동작하는 무선 디바이스의 상황에서, IF 주파수는 일반적으로 380 MHz이고, LO 주파수는 1.54 GHz 내지 1.60 GHz의 범위 내에 있다. BPF(175)는 필터링된 RF 신호(176)를 전치왜곡기(200)에 제공하기 위해 업컨버팅된 RF 신호를 필터링한다. 이 실례의 견지에서, RF 신호 주파수는 1.92 GHz 내지 1.98 GHz 정도이다. 그 자체로, 전치왜곡기(200)는 마이크로파 회로를 표현한다. 필터링된 RF 신호(176)는 입력 정합 네트워크(110)를 거쳐 커플러(215)에 인가된다. 커플러(215)는 조정된 제 2차 고조파 산물(아래에서 설명됨)을 필터링된 RF 신호에 다시 주입하고, 결합된 신호 - 필터링된 RF 신호와 조정된 제 2차 고조파 산물 -를 전력 증폭기(185)에 제공하며, 이 전력 증폭기는 전송을 위해 RF 출력 신호(286)(RF 286)를 제공한다.

본 발명의 원리에 따라, 전치왜곡기(200)는 국부 발진기 신호와 동일한 신호 경로에서 위상 시프터를 사용하며, - 따라서 위상 시프터를 위한 주파수 작동 요구사항과 관련된 비용을 감소시킨다. 특히, LO 신호(171)(위상 시프터 입력 신호(219)로 또한 참조되는)가 위상 시프터(220)에 인가되며, 이 위상 시프터는 위상 편이된 국부 발진기 신호(221){위상 편이된 신호(221)라고 또한 참조되는}를 믹서(225)에 제공한다. 그러므로, 위상 시프터(220)는 3.84 GHz 내지 3.96 GHz의 주파수 범위(RF 주파수의 두 배 근처에서) 대신에 1.54 GHz 내지 1.60GHz의 주파수 범위에서 동작한다. 위상 시프터(220)에 의해 제공되는 위상 편이의 양은 제어 신호(291)를 거쳐 DSP(290)에 의해 제어된다(아래에서 논의됨). "국부 발진기 신호"라는 용어는 클록 신호가 액정 발진기로부터 직접적으로 유도되든지 또는 위상 동기 루프 장치와 같은 하드웨어에서 합성되든지간에, 필수적인 주파수 특성을 갖는 임의의 클록 신호를 의미한다는 것에 주목해야 한다. 또한, IF 신호(101)이 믹서(225)에 인가된다. 그 자체로, 믹서(225)가 IF 신호를 업-컨버팅할 뿐만 아니라 제 2차 고조파 산물도 또한 생성하므로, 믹서(225)는 비-선형 함수 생성기로서 사용된 다. 위상 시프터(220)에 의해 제공되는 위상 편이의 양은 생성된 제 2차 고조파 산물의 위상을 제어한다. 믹서(225)로부터의 출력 신호는 생성된 제 2차 고조파 산물{예를 들면, BPF(230)의 통과 대역은 제 2차 고조파 주위에 중심을 둔다}을 차단하기 위해 BPF(230)에 의해 추가적으로 성형되며, 혼변조 산물을 상쇄시키기에 충분한 수준의 왜곡 신호를 제공하기 위해 증폭기(AMP)(250)에 의해 증폭된다. 단지 제 2차 고조파 산물을 나타내는 결과 신호인 왜곡 신호(234)가 진폭 조정기(235)에 인가된다. 진폭 조정기는 DSP(290)의 제어하에서 제어 신호(292)를 거쳐 왜곡 신호(234)의 크기를 조정하고, 진폭 조정된 출력 신호(236) - 조정된 제 2차 고조파 산물 {조정된 왜곡 신호(236)라고 또한 불리는} -를 상기에서 설명한 대로 필터링된 RF 신호에 주입하기 위해 커플러(215)에 제공한다.

디지털 신호 처리기(DSP)(290)는 제 2차 고조파 산물의 위상 및 진폭을 조정하기 위해 제어 신호(291, 292) 제각각을 거쳐 위상 시프터(220)와 진폭 조정기(235)를 제어하며, 그 결과 전력 증폭기(185)에 의해 결합된 신호의 증폭이 전력 증폭기에 의해 생성된 보다 높은 차수의 혼변조 산물을 실질적으로 제거하지 못한다 하더라도 감소시키다. 다른 말로 하면, DSP(290)는 위상 시프터와 진폭 조정기를 제어하며, 그 결과 조정된 왜곡 신호(236)는 전력 증폭기의 동작을 선형화한다. DSP(290)는 제어 신호(291, 292)를 생성할 때 사용되는 당업에 알려진 것과 같은 룩업 테이블(LUT)과, 제어 신호를 생성하기 위한 디지털-아날로그-변환기(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 특히, LUT(295)는 위상 및 진폭을 제각기 조정하기 위해 제어 신호(291, 292)를 세팅하기 위한 값을 제공한다.

이제 도 3 및 도 4를 참조하면서, 위상 시프터(220)와 진폭 조정기(235)의 실례적인 구현이 도시된다. 본 발명의 개념 외에, 위상 시프터와 진폭 조정기의 설계가 알려져 있으나, 여기서는 상세히 설명되지 않는다. 그 자체로, 도 3과 도 4에서 도시된 요소를 위한 특정한 회로값이 이 도면에서는 도시되지 않는다. 먼저 도 3을 보면, 위상 시프터(220)의 실례적인 구현이 도시된다. 위상 시프터(220)는 입력 신호(219)를 수신하고, 위상 편이된 신호(221)를 제공한다. 위상 편이의 양은 제어 신호(291)에 의해 제어되고, 이것은 일반적으로 직류 전압이다. 위상 시프터(220)는 커패시터(81, 82); 인덕터(71, 72, 73); 및 버랙터(91, 92)를 포함한다. 도 4를 보면, 진폭 조정기(235)의 실례적인 구현이 도시된다. 진폭 조정기(235)는 진폭과 위상을 갖는 입력 신호{왜곡 신호(234)에 의해 표현되는}를 수신하며, 진폭 조정된 신호, 즉, 조정된 왜곡 신호(236)에 의해 표현되는 출력 신호를 제공하기 위해 진폭을 조정한다. 출력 신호(236)의 위상은 입력 신호의 위상과 꼭 같지는 않다 하더라도 실질적으로 같다. 진폭 조정의 양은 제어 신호(292)에 의해 제어되고, 이것은 일반적으로 DC 전압이다. 진폭 조정기(235)는 커패시터(86, 87); 인덕터(76, 77); 및 핀(positive-intrinsic-negative: PIN) 다이오드(96)를 포함한다.

본 발명의 원리에 따른 전치왜곡기를 병합하는 송신기 전단부의 다른 하나의 실시예가 도 5에서 도시된다. 아래에서 설명된 것 외에, 도 5에서 도시된 전치왜곡기는 위에서 설명된 도 2의 전치왜곡기와 유사한 방식으로 기능한다. 회로 기판(400)의 일부는 액정(xtal)(310), 무선 주파수 집적 회로(RF IC)(305), 입력 정합 네트워크(110), 커플러(215), 위상 시프터(220), 증폭기(250), 진폭 조정기(235), DSP(290), 전력 검출기(395) 및 커플러(390)를 포함한다. 이 실시예에서, RF 집적 회로(IC)(305)의 일부는 전치왜곡기를 위한 처리의 일부, 즉, RF IC(305)에서 점선 형태에서 표시된 대로 믹서(225)와 BPF(230)에 의해 이전에 제공되는 그런 기능을 제공하기 위해 사용된다. 본 발명의 개념 외에, RF IC가 당업에서 알려져 있고, 그 자체로, RF IC(305)의 단지 관련된 부분만이 도 5에서 도시된다. 특히, RF IC(305)는 클록 신호를 xtal(310)으로부터 수신하고, 거기로부터 국부 발진기(LO) 신호를 유도하는데, 이 신호는 RF IC(305)에 의해 내부적으로 사용되고, 신호(219)에 의해 표현되는 출력핀을 거쳐 위상 시프터(220)에 외부적으로 또한 제공된다. 추가해서, RF IC(305)는 입력 IF 신호(101)를 수신하고, 이 신호를 (내부적으로 이용 가능한 LO 신호를 사용해서) 업컨버팅하며, 필터링된 RF 신호(176)를 입력 정합 네트워크(110)를 거쳐 커플러(215)에 제공한다. 이전과 마찬가지로, 커플러(215)는 조정된 제 2차 고조파 산물(아래에 설명됨)을 필터링된 RF 신호에 다시 주입하며, 결합된 신호-필터링된 RF 신호와 조정된 제 2차 고조파 산물-를 전력 증폭기(185)에 제공하며, 이 전력 증폭기는 전송을 위해 RF 출력 신호(286)(RF 286)를 제공한다.

본 발명의 원리에 따라, 국부 발진기 신호는 위상 시프터(220)에 연결되며, 이 위상 시프터는 위상 편이된 국부 발진기 신호(221){위상 편이된 신호(221)라고 또한 불리는}를 RF IC(305)의 입력핀에 제공한다. 위상 시프터(220)에 의해 제공되는 위상 편이의 양은 제어 신호(291)를 거쳐 DSP(290)에 의해 제어된다(상기에서 설명됨). RF IC(305)는 제 2차 고조파 산물을 나타내는 왜곡 신호(234)를 생성하기 위해 위상 편이된 신호(221)를 사용한다(위에서 살명됨). 이전과 마찬가지로, 증폭 기(AMP)(250)(점선 형태로 도시된)는 왜곡 신호(234)가 혼변조 산물을 상쇄시키기 위해 충분한 수준이되는 것을 보장하기 위해 존재한다. 실례적으로, RF IC(305)는 위상 편이된 신호(221)를 IF 신호(101)과 섞는 것에 의해 왜곡 신호(234)를 생성한다. 그러나, 본 발명의 진보적인 개념은 그렇게 제한되지는 않으며, 왜곡 신호(234)는 다른 방식으로 생성될 수 있다. 왜곡 신호(234)는 진폭 조정기(235)에 인가된다. 이 진폭 조정기는 제어 신호(292)를 거쳐 DSP(290)의 제어하에서 신호(234)의 크기를 조정하며, 상기에서 설명한 바와 같이 필터링된 RF 신호로 주입시키기 위해 조정된 왜곡 신호(236)를 커플러(215)에 제공한다.

도 5로부터 DSP(290)가 점선 형태로 보여진 대로 커플러(390)와 전력 검출기(395)를 거쳐 RF 출력 신호(286)의 전력 수준을 또한 감시할 수 있다는 것이 관측될 수 있다. 커플러(390)는 "약한(weak)" 방향성 커플러이고, 전송을 위해 대부분의 RF 출력 신호(286)를 제공한다. 하지만, 신호(391)에 의해 나타낸 대로, RF 출력 신호(286)의 일부분은 RF 출력 신호(286)의 전력 수준을 감시하기 위해 DSP(390)로 다시 입력된다.

본 발명의 원리에 따라 상기에서 설명된 실례적인 전치왜곡기는 예를 들면, 인쇄 회로 기판(PCB) 또는 인쇄 배선 기판(PWB)과 같은 회로 기판상에 배열될 수 있다. 이 회로 기판은 임의의 형태 요소일 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 개념은 무선 전화 또는 예를 들면 랩톱 컴퓨터에서 사용하기 위해 PCMCIA-타입(Personal Computer Memory Card International Association: 개인용 컴퓨터 메모리 카드 국제 협회) 카드와 같은 인쇄 회로 카드 또는 무선 전화와 같은 무선 단말기에서 구 현될 수 있다.

상기에서 설명되었듯이, 본 발명의 원리에 따라, 위상 시프터가 일반적인 경우보다 낮은 주파수에서 동작하는 방식으로, 전치왜곡기는 주입된 제 2고조파 산물의 위상을 제어한다. 실례적으로, 위상 시프터는 RF 신호 주파수 또는 RF 반송파 주파수에서 동작한다. 따라서, 도 2의 전치왜곡기(200) 또는 도 5의 전치왜곡기(400)의 요소를 위한 동작 주파수 요구 조건이 완화되며, 이것은 비용을 감소시키고, 전체적인 전치왜곡기 구현을 간략화한다. 예를 들면, 2 GHz (4 GHz 대신) 근처의 RF 신호 주파수의 동작은 일반적으로 위상 시프터를 포함하는 인덕터, 커패시터와 버랙터에 대하여 삽입 손실, 위상 리플 및 기생 진동- 이 모든 것은 비용에 영향을 미친다-의 허용 수준에 대해 보다 덜 엄격한 요구를 부과한다. 유사하게, 만약 RF 신호 주파수가 4 GHz라면, 본 발명의 원리에 따른 전치왜곡기는 8 GHz가 아닌 4 GHz에서 위상 시프터의 동작을 허용한다.

다른 변형이 본 발명의 원리에 따라 가능하다는 것을 주목해야 한다. 예를 들면, 상기 설명된 전치왜곡기는 왜곡 신호를 디지털 방식으로 제어하는 데 있어서 임의의 시간 지연을 추가적으로 보상하기 위해 입력 정합 네트워크 대신에 및/또는 이에 추가해서 지연 요소를 또한 포함할 수 있다.

이 자체로, 상기 설명은 단지 본 발명의 원리를 실례적으로 설명한 것일뿐이고, 따라서 비록 여기서는 명시적으로는 설명되지 않았지만 당업자가 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 정신 및 범주내에서 다수의 대안적인 배열을 고안할 수 있다는 것을 인지해야 한다. 예를 들면, 비록 분리적인 기능 요소의 상황에서 설명 되었지만, 이 기능 요소는 하나 이상의 집적 회로(IC)상에서 및/또는 하나 이상의 저장된 프로그램-제어되는 처리기{예를 들면, 마이크로프로세서 또는 디지털 신호 처리기(DSP)}에서 구현될 수 있다. 유사하게, 비록 UMTS-기반의 시스템{즉, 광대역 코드 분할 다중 접근(wideband code division multiple access(WCDMA) 기반 시스템}의 상황에서 설명되었지만, 예를 들면, 비록 이것에 제한적이지는 않지만, 제 3세대(또는 그 상위의) 데이터 및 서비스 무선 전송, IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers: 전기 및 전자 공학자 협회) 802.11 표준(예를 들면, 802.11(a), 802.11(b), 802.11(g), 등), 이동 통신을 위한 글로벌 시스템(Global System for Mobile Communications: GSM), CDMA2000, 하이퍼랜2(Hiperlan2), 등에 기반을 둔 시스템과 같은 다른 무선 통신 시스템에 본 발명의 개념이 응용될 수 있다. 그러므로, 많은 변형이 상기 실례적인 실시예에 가해질 수 있으며, 다른 배열이 여기에 첨부된 청구항들에 의해 정의된 대로 본 발명의 정신 및 범위를 벗어남이 없이 고안될 수 있다.

본 발명은 일반적으로 무선 전송 디바이스, 그리고 보다 특별히는 전력 증폭기의 선형화에 이용 가능하다.

Claims (17)

1. 무선 송신기에서 사용하기 위한 장치로서, 이 장치는:

   전송을 위해 RF 출력 신호를 제공하기 위해 무선 주파수(RF) 신호를 증폭하기 위한 전력 증폭기(185)와;

   전력 증폭기를 선형화하는데 사용하기 위해 증폭 이전에 왜곡 신호를 RF 신호로 주입하기 위한 전치왜곡기(200)를 포함하며,

   여기서 상기 전치왜곡기는 RF 신호의 반송파 주파수의 두 배보다 작은 주파수에서 동작하는 위상 시프터(220)를 포함하는, 무선 송신기에서 사용하기 위한 장치.
2. 제1항에 있어서, RF 신호의 반송파 주파수의 두 배보다 작은 주파수를 갖는 클록 신호를 전달하는 신호 경로를 추가적으로 포함하며, 여기서 상기 전치왜곡기는 클록 신호의 신호 경로에 있는, 무선 송신기에서 사용하기 위한 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 위상 시프터는 클록 신호의 위상을 조정하고, 위상-편이된 클록 신호를 제공하며, 여기서 상기 전치왜곡기는:

   위상 편이된 클록 신호에 응답하고, 왜곡 신호를 제공하기 위한 중간 주파수(IF) 신호에 응답하는 믹서(225)와;

   전력 증폭기에 인가하기 이전에 왜곡 신호의 진폭을 조정하기 위하여 믹서에 연결된 진폭 조정기(235)와;

   왜곡 신호를 RF 신호로 주입하기 위하여 진폭 조정기와 전력 증폭기 사이에 배치된 방향성 커플러(215)와;

   왜곡 신호가 전력 증폭기를 선형화하도록 위상 시프터와 진폭 조정기를 제어하기 위한 처리기(290)를 추가적으로 포함하는, 무선 송신기에서 사용하기 위한 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 처리기는 디지털 신호 처리기인, 무선 송신기에서 사용하기 위한 장치.
5. 제3항에 있어서, IF 신호를 RF 신호로 변환하기 위한 업컨버터(170)를 추가적으로 포함하는, 무선 송신기에서 사용하기 위한 장치.
6. 제3항에 있어서, 진폭 조정기에 인가하기 이전에 왜곡 신호를 증폭하기 위한 증폭기를 추가적으로 포함하는, 무선 송신기에서 사용하기 위한 장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 전치왜곡기는 단지 하나의 방향성 커플러를 포함하는, 무선 송신기에서 사용하기 위한 장치.
8. 무선 전송기에서 사용하기 위한 회로기판으로서, 이 회로기판은:

   RF 신호와 왜곡 신호를 증폭하여 전송을 위한 RF 출력 신호를 제공하는 전력 증폭기(185)로서, 여기서 RF 신호는 반송파 주파수를 갖는, 전력 증폭기(185)와;

   반송파 주파수의 두 배보다 작은 주파수를 갖는 클록 신호를 수신하고 위상 편이된 신호를 제공하기 위한 위상 시프터(220)를 포함하며,

   여기서 위상 편이된 신호의 위상의 변화는 왜곡 신호의 위상에서의 변화를 초래하는, 무선 전송기에서 사용하기 위한 회로기판.
9. 제8항에 있어서, RF 신호와 클록 신호를 제공하기 위한 무선 주파수(RF) 집적 회로(IC)(305)를 추가적으로 포함하고, 여기서 상기 RF IC는 왜곡 신호를 제공하기 위해 위상 편이된 신호에 응답하는, 무선 전송기에서 사용하기 위한 회로기판.
10. 제9항에 있어서,

    왜곡 신호의 진폭을 조정하기 위한 진폭 조정기(235)와;

    왜곡 신호를 RF 신호로 주입하기 위해 진폭 조정기와 전력 증폭기 사이에 배치된 방향성 커플러(215)와;

    왜곡 신호가 전력 증폭기를 선형화하도록 위상 시프터와 진폭 조정기를 제어하기 위한 처리기(290)를 추가적으로 포함하는, 무선 전송기에서 사용하기 위한 회로기판.
11. 제10항에 있어서, 상기 처리기는 디지털 신호 처리기인, 무선 전송기에서 사용하기 위한 회로기판.
12. 제10항에 있어서, 전력 증폭기와 RF 집적 회로 사이의 회로 경로에 단지 하나의 방향성 커플러를 추가적으로 포함하는, 무선 전송기에서 사용하기 위한 회로기판.
13. 제10항에 있어서, 진폭 조정기에 인가하기 이전에 왜곡 신호를 증폭하기 위한 증폭기를 추가적으로 포함하는, 무선 전송기에서 사용하기 위한 회로기판.
14. 무선 전송 시스템의 전력 증폭기를 선형화하는 데 사용하기 위한 장치로서,

    여기서 상기 전력 증폭기는 전송을 위해 무선 주파수(RF) 신호를 증폭하며,

    이 장치는:

    RF 신호의 두 배의 주파수보다 작은 주파수를 갖는 클록 신호원과;

    위상 편이된 클록 신호를 제공하기 위한 클록 신호에 응답하는 위상 시프터와;

    왜곡 신호를 제공하기 위하여 위상 편이된 클록 신호에 응답하는 왜곡 생성기와;

    왜곡 신호의 진폭을 조정하기 위하여 이 왜곡 신호에 응답하는 진폭 조정기와;

    왜곡 신호를 전력 증폭기로 주입하기 위하여 진폭 조정기와 전력 증폭기 사이에 배치된 커플러와;

    전력 증폭기에 연결된 왜곡 신호가 전력 증폭기를 선형화하도록 위상 시프터와 진폭 조정기를 제어하기 위한 제어기를 포함하는, 무선 전송 시스템의 전력 증폭기를 선형화하는 데 사용하기 위한 장치
15. 제14항에 있어서, 상기 위상 시프터는 클록 신호를 운반하는 신호 경로를 거쳐 소스에 연결되는, 무선 전송 시스템의 전력 증폭기를 선형화하는 데 사용하기 위한 장치.
16. 제14항에 있어서, 진폭 조정기에 인가하기 이전에 왜곡 신호를 증폭하기 위한 증폭기를 추가적으로 포함하는, 무선 전송 시스템의 전력 증폭기를 선형화하는 데 사용하기 위한 장치.
17. 무선 전송 시스템의 전력 증폭기를 선형화하는데 사용하기 위한 방법으로서, 이 방법은:

    반송파 신호를 제공하는 단계;

    왜곡 신호를 제공하기 위해 반송파 신호와 중간 주파수(IF) 신호를 혼합하는 단계;

    왜곡 신호를 무선 주파수(RF) 신호에 주입하는 단계;

    RF 출력 신호를 제공하기 위해 증폭기를 RF 신호의 증폭을 위한 비-선형 영역에서 동작시키는 단계; 및

    이 증폭기를 선형화하기 위해 반송파 신호의 위상과 왜곡 신호의 진폭을 조정하는 단계를 포함하는, 무선 전송 시스템의 전력 증폭기를 선형화하는데 사용하기 위한 방법.

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