KR20080065042A - Digital predistoriton linearizer for doherty power amplifier - Google Patents

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Abstract

A digital predistortion linearizer is provided to supply linearizing signal to an auxiliary amplifier of the Doherty amplifier and a main amplifier of the Doherty amplifier through differently routes. A digital predistortion linearizer includes A pre-compensator unit(200) compensates and outputs predistortion of input signal according to kinds of a class which is included in an amplifier unit(240). A transceiver unit(220) converts the output of the pre-compensator unit to analog signal of intermediate frequency, and converts analog signal, which is kind of routes of the amplifier of each class of the amplifier unit, to high frequency signal, and outputs the high frequency signal to the amplifier of each class of the amplifier unit. The amplifier unit includes at least one more the Doherty amplifier, which receives the high frequency signal of each class from the transceiver unit and combines an auxiliary amplification and a main amplification. And feedback unit calculates a pre-compensator gain values using outputted signal from the amplifier unit, and provides the calculation values to pre-compensator unit for pre-compensation of next input signal.

Description

도허티 전력 증폭기를 위한 디지털 전치 왜곡 선형화기{DIGITAL PREDISTORITON LINEARIZER FOR DOHERTY POWER AMPLIFIER}Digital Predistortion Linearizer for Doherty Power Amplifiers {DIGITAL PREDISTORITON LINEARIZER FOR DOHERTY POWER AMPLIFIER}

도 1은 종래기술에 따른 도허티 증폭기를 가지는 디지털 전치 왜곡 선형화기의 구성을 도시한 도면,1 is a diagram showing the configuration of a digital predistortion linearizer having a Doherty amplifier according to the prior art;

도 2는 본 발명에 따른 도허티 증폭기를 가지는 디지털 전치 왜곡 선형화기의 구성을 도시한 도면 및,2 is a diagram showing the configuration of a digital predistortion linearizer having a Doherty amplifier according to the present invention;

도 3은 본 발명에 따른 디지털 전치 왜곡 선형화기에서 전치 왜곡된 기저대역 신호를 도시한 도면이다.3 illustrates a predistorted baseband signal in a digital predistortion linearizer according to the present invention.

본 발명은 도허티 전력 증폭기를 위한 디지털 전치 왜곡 선형화기에 관한 것으로서, 특히 도허티 증폭기의 메인 증폭기와 보조 증폭기에 서로 다른 경로를 통해 선형화 신호를 제공하는 디지털 전치 왜곡 선형화기에 관한 것이다.The present invention relates to a digital predistortion linearizer for a Doherty power amplifier, and more particularly to a digital predistortion linearizer for providing a linearization signal through different paths to a main amplifier and an auxiliary amplifier of a Doherty amplifier.

일반적으로 CDMA(Code Division Multiple Access)에 기반을 둔 이동통신 시 스템과 이동통신 단말기에서 사용하는 전력 증폭기는 고선형성과 고효율을 요구하고 있다. 그리고 고효율의 특성은 단말기에서 배터리의 사용 시간을 늘리며 사용자에게 상당한 불편을 주는 발열의 문제를 해결하는데 중요한 위치를 차지한다.In general, power amplifiers used in mobile communication systems and mobile communication terminals based on code division multiple access (CDMA) require high linearity and high efficiency. In addition, the high efficiency of the battery occupies an important position in solving the problem of heat generation, which increases the use time of the battery in the terminal and causes considerable inconvenience to the user.

또한, 이동통신 단말기는 사용시 대부분 낮은 출력 전력을 이용하는데, 이를 효율적으로 관리하고 그 효율을 높이는데 중요성이 더해가고 있다. 이러한 고효율을 갖는 증폭기 중에서 도허티 증폭기는 이동통신 시스템에 가장 적합한 전력 증폭기로 인식된다.In addition, the mobile communication terminal uses a low output power in most cases, the importance is being added to efficiently manage and increase the efficiency. Among the amplifiers having such high efficiency, the Doherty amplifier is recognized as the most suitable power amplifier for the mobile communication system.

도허티 증폭기는 대전력 송신기의 고능률 변조방식에 사용되는 증폭기의 하나로서, B급(class B) 증폭기, C급 증폭기, 임피던스 반전 회로의 조합에 의해서 효율을 향상시키는 것이다. 이와 같은 도허티 증폭기는 쿼터 웨이브 트랜스포머(quarter wave transformer)(λ/4 라인)를 사용해서 캐리어(carrier) 증폭기와 피크(peak 또는 peaking) 증폭기를 병렬로 연결하는 방식을 취한다. 도허티 증폭기의 보조 증폭기(또는 피크 증폭기)는 전력 레벨에 따라 부하(load)에 공급하는 전류의 양을 달리함으로써 캐리어 증폭기의 부하 라인 임피던스를 조절하여 효율을 높인다.The Doherty amplifier is one of the amplifiers used in the high efficiency modulation scheme of a high power transmitter. The Doherty amplifier improves efficiency by a combination of a class B amplifier, a class C amplifier, and an impedance inversion circuit. The Doherty amplifier uses a quarter wave transformer (λ / 4 line) to connect a carrier amplifier and a peak or peaking amplifier in parallel. The auxiliary amplifier (or peak amplifier) of the Doherty amplifier increases efficiency by adjusting the load line impedance of the carrier amplifier by varying the amount of current supplied to the load according to the power level.

초고주파 도허티 증폭기는 1936년에 더블유. 에이치. 도허티(W. H. Doherty)에 의해서 제안되었는데, 초기의 초고주파 도허티 증폭기는 고출력 장파(LF; Long Frequency) 진공관 또는 고출력 중파(MF : Medium Frequency) 진공관을 이용한 방송장치의 진폭변조(AM; Amplitude Modulation) 전송기(transmitter)로 사용되었다. 초고주파 도허티 증폭기가 진폭변조 전송기에 적용되어 사용된 이후에 초고주파 도 허티 증폭기를 고체(solid-state) 고출력 전송기에 사용하기 위한 여러 가지 제안들이 있었고, 실질적 구현을 위한 여러 방식들이 제안되었다.Ultra-high frequency Doherty amplifier was W. in 1936. H. Proposed by WH Doherty, the early ultra-high frequency Doherty amplifiers are known as Amplitude Modulation (AM) transmitters for broadcast equipment using high-output long-frequency (LF) tubes or high-output medium-frequency (MF) tubes. transmitter). Since the high frequency Doherty amplifier has been applied to an amplitude modulation transmitter, there have been various proposals for using the high frequency Doherty amplifier in a solid-state high power transmitter, and several schemes for practical implementation have been proposed.

한편, 고주파(RF : Radio Frequency) 신호를 사용하여 통신하는 전형적인 이동통신시스템에서 고주파 증폭기(RF Amplifier)는 저전력 저잡음 수신 증폭기와 고전력 송신 증폭기로 분류된다. 고전력 송신 증폭기에 있어서 잡음보다는 효율이 더 중요한 고려대상이다. 이로 인해 이동통신 시스템에서 널리 쓰이고 있는 고전력 증폭기(High Power Amplifier: HPA)는 고효율을 얻을 수 있도록 비선형 동작점에 근접하여 동작하게 된다.On the other hand, in a typical mobile communication system using a radio frequency (RF) signal, an RF amplifier is classified into a low power low noise reception amplifier and a high power transmission amplifier. In high power transmit amplifiers, efficiency is more important than noise. As a result, high power amplifiers (HPAs), which are widely used in mobile communication systems, operate near nonlinear operating points for high efficiency.

이러한 경우 증폭기의 출력은 혼 변조 왜곡(inter modulation distortion: IMD) 성분을 만들어 내어 대역내(in-band) 뿐만 아니라 다른 주파수 대역에 스퓨리어스(spurious) 신호로 영향을 주게 된다. 스퓨어리스 성분을 제거하기 위해서는 주로 피드 포워드(feed forward) 방식이 사용된다. 피드 포워드 방식은 스퓨어리스 성분을 거의 완벽하게 제거할 수 있지만 증폭 효율이 낮아질 뿐만 아니라 고주파단(RF stage)에서의 제어가 필요하므로 부피가 커지고 시스템의 가격이 높다는 단점이 있다.In this case, the amplifier's output produces an inter modulation distortion (IMD) component that affects spurious signals in other bands as well as in-band. In order to remove the spurless component, a feed forward method is mainly used. The feedforward method can almost completely remove the spurious component, but it has a disadvantage that the amplification efficiency is lowered and the volume is high because the control in the RF stage is required.

이동통신 시스템 분야에서는 높은 효율과 적은 비용을 고려하여 디지털 전치보상(DPD : Digital Predistortion) 방식이 연구되고 있다. 디지털 전치보상 방식은 디지털부(digital stage)에서 전력 증폭기의 비선형 특성(Nonlinearity)에 대한 역(inverse)을 취하여 입력신호를 전치보상함으로써 전력 증폭기의 출력신호를 선형화한다. 비선형 특성은 입력신호의 크기에 따라서 출력신호의 크기가 바뀌는 AM/AM(Amplitude Modulation to AM) 특성과 입력신호의 크기에 따라서 출력신호의 위상이 바뀌는 AM/PM(AM to Phase Modulation) 특성으로 구분될 수 있다.In the field of mobile communication systems, digital predistortion (DPD) has been studied in consideration of high efficiency and low cost. The digital predistortion method linearizes the output signal of the power amplifier by precompensating the input signal by taking an inverse of the nonlinearity of the power amplifier in the digital stage. Nonlinear characteristics are classified into AM / AM (Amplitude Modulation to AM) characteristics, in which the output signal scales according to the magnitude of the input signal, and AM / PM (AM to Phase Modulation) characteristics, in which the phase of the output signal changes in accordance with the magnitude of the input signal. Can be.

그러면 도허티 증폭기에 일반적인 디지털 전치 왜곡 선형화기를 적용했을 때를 아래 도 1을 참조하여 설명하고자 한다.Next, when a general digital predistortion linearizer is applied to a Doherty amplifier, it will be described with reference to FIG. 1 below.

도 1은 종래기술에 따른 도허티 증폭기를 가지는 디지털 전치 왜곡 선형화기의 구성을 도시한 도면이다. 이러한 구조의 증폭기는 예를 들어 고주파(Radio Frequency: RF)를 사용하여 무선통신을 수행하는 이동통신 시스템에서 주로 사용된다.1 is a diagram showing the configuration of a digital predistortion linearizer having a Doherty amplifier according to the prior art. An amplifier of such a structure is mainly used in a mobile communication system that performs radio communication using, for example, radio frequency (RF).

상기 도 1을 참조하면, 종래의 디지털 전치 왜곡 선형화기의 전송경로(Forward Path)는 디지털 전치보상기(DPD : Digital Pre-Distorter)(102)와 디지털 변조기(MOD : Modulator)(104)와 디지털/아날로그 변환기(DAC : Digital to Analog Converter)(106)와 중간주파수(IF : Intermediate Frequency) 대역통과필터(BPF : Band Pass Filter)(108)와 주파수 상승 변환기(Frequency Up Converter)(110)와 고주파(RF : Radio Frequency) 대역통과필터(BPF)(112)와 도허티 증폭기(120)로 구성된다. 상기 디지털 전치 왜곡 선형화기의 궤환경로(Feedback Path)는 상기 도허티 전력 증폭부(120)의 출력 후에 방향성 결합기(Directional Coupler:DC)(130)와 주파수 하강 변환기(Frequency Down Converter)(132)와 피드백 대역통과필터(FB BPF)(134)와 아날로그/디지털 변환기(ADC : Analog to Digital Converter)(136)와 디지털 복조기(DEM : De-Modulator)(138)와 디지털 신호 처리기(DSP : Digital Signal Processer)(140)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a forward path of a conventional digital predistortion linearizer includes a digital predistorter (DPD) 102, a digital modulator (MOD) 104, and a digital / Digital to Analog Converter (DAC) 106, Intermediate Frequency (IF) Band Pass Filter (BPF) 108, Frequency Up Converter (110) and High Frequency ( Radio Frequency (RF) band pass filter (BPF) 112 and the Doherty amplifier (120). The feedback path of the digital predistortion linearizer feeds back with the directional coupler (DC) 130 and the frequency down converter 132 after the output of the Doherty power amplifier 120. Band pass filter (FB BPF) (134), Analog to Digital Converter (ADC) (136), Digital Demodulator (DEM) (138) and Digital Signal Processor (DSP) 140.

동위상(I : In phase) 신호성분과 직교위상(Q : Quadrature) 신호성분으로 이루어진 기저대역의 디지털 입력 신호는 상기 전치보상기(102)로 입력된다. 상기 전치보상기(102)는 상기 도허티 전력 증폭부(120)에서 일어나는 왜곡을 보상하기 위하여 상기 동위상 및 직교위상 입력 신호들을 변환한다. 상기 전치보상기(102)는 상기 전력 증폭기(114)의 역 비선형 왜곡 특성을 모델링한 다항식 계수들을 이용하여 전치보상 이득들을 구하고, 상기 구해진 전치보상 이득들을 이용하여 왜곡을 보상한다.A baseband digital input signal including an in-phase signal component and a quadrature signal component is input to the predistorter 102. The predistorter 102 converts the in-phase and quadrature input signals to compensate for distortion occurring in the Doherty power amplifier 120. The predistorter 102 obtains predistortion gains using polynomial coefficients modeling the inverse nonlinear distortion characteristic of the power amplifier 114 and compensates for the distortion using the obtained predistortion gains.

상기 전치보상기(102)의 출력은 디지털 변조기(104)에 인가되며, 상기 디지털 변조기(104)는 상기 동위상 및 직교위상 입력 신호들을 직교 변조방식(Quadrature Modulation)에 의해 단일 디지털 신호로 변환한다. 상기 디지털 변조기(104)로부터의 상기 디지털 신호는 상기 디지털/아날로그 변환기(106)에 의해 중간 주파수(IF)의 아날로그 신호로 변환된다. 이때, 상기 전치보상기(102)에서 보상된 신호에 의해 디지털/아날로그 변환기(106)의 왜곡 성분이 상쇄된다.The output of the predistorter 102 is applied to the digital modulator 104, which converts the in-phase and quadrature input signals into a single digital signal by quadrature modulation. The digital signal from the digital modulator 104 is converted into an analog signal of intermediate frequency IF by the digital-to-analog converter 106. At this time, the distortion component of the digital-to-analog converter 106 is canceled by the signal compensated by the predistorter 102.

상기 중간주파수 대역통과필터(108)는 상기 디지털/아날로그 변환기(106)로부터의 중간주파수 신호에서 대역외 성분을 제거한다. 상기 중간주파수 대역통과필터(108)로부터의 필터링된 출력은 주파수 상승 변환기(110)에 의해 이동통신 시스템의 주파수 대역내의 주파수를 가지는 고주파 신호로 변환된다. 보다 상세하게 상기 주파수 상승 변환기(110)는 위상동기루프(Phase Locked Loop: PLL)(미도시)로부터의 기준 클럭(Reference Clock: Ref. CLK)을 가지고 발진기(Oscillator)(109)에 의해 생성된 송신 국부발진 신호(Transmit Local Oscillation Signal)를 상기 필터 링된 중간주파수 출력에 혼합하여 원하는 주파수를 생성하는 믹서(Mixer)이다. 상기 기준 클럭은 상기 디지털 변조기(104)에서의 변조 동작을 위해서도 사용된다.The intermediate frequency bandpass filter 108 removes out-of-band components from the intermediate frequency signal from the digital-to-analog converter 106. The filtered output from the intermediate frequency bandpass filter 108 is converted into a high frequency signal having a frequency within the frequency band of the mobile communication system by the frequency raising converter 110. More specifically, the frequency rising converter 110 is generated by an oscillator 109 with a reference clock (Ref. CLK) from a phase locked loop (PLL) (not shown). Mixer that generates a desired frequency by mixing a transmit local oscillation signal to the filtered intermediate frequency output. The reference clock is also used for the modulation operation in the digital modulator 104.

상기 고주파 대역통과필터(112)는 상기 주파수 상승 변환기(110)에 의해 변환된 상기 고주파 신호에서 대역외 성분을 제거한다. 상기 도허티 증폭기(120)는 상기 고주파 대역통과필터(112)로부터의 필터링된 고주파 출력을 증폭하여 출력한다.The high frequency bandpass filter 112 removes an out-of-band component from the high frequency signal converted by the frequency rising converter 110. The Doherty amplifier 120 amplifies and outputs the filtered high frequency output from the high frequency bandpass filter 112.

상기 도허티 증폭기(120)는 기본적으로 드라이브 증폭기(drive amplifier)(122)와 주 전력 증폭기(Main PA : Main Power Amplifie)(124)와 보조 전력 증폭기(Peak PA : Peak Amplifie)(126)를 포함하여 구성하는 증폭기로서 상기 설명한 바와 같다.The Doherty amplifier 120 basically includes a drive amplifier 122, a main power amplifier (Main PA) 124, and a peak power amplifier (Peak PA) 126. It is as having demonstrated above as an amplifier which comprises.

상기 전치보상기(102)의 전치보상 동작을 위한 궤환경로는 상기 도허티 증폭기(120)로부터의 증폭된 신호를 감시한다. 이를 위하여 상기 방향성 결합기(130)는 상기 도허티 증폭기(120)로부터 출력되는 신호의 일부를 상기 주파수 하강 변환기(132)로 전달한다. 상기 주파수 하강 변환기(132)는 상기 주파수 상승 변환기(112)의 반대되는 방식으로 동작한다. 특히 상기 주파수 하강 변환기(132)는 상기 도허티 증폭기(120)에 의해 증폭된 신호의 주파수를 중간주파수로 낮춘다. 이를 위하여 상기 주파수 하강 변환기(132)는 상기 발진기(109)에 의해 생성된 수신 국부발진 신호(Receive Local Oscillation Signal)를 상기 증폭된 고주파 출력에 혼합하여 원하는 주파수를 생성하는 믹서로 구성된다. 상기 궤환 대역통과필터(134)는 상기 주파수 하강 변환기(132)로부터의 중간주파수 출력에서 대역외 신호를 제 거한다.The path environment for the predistortion operation of the predistorter 102 monitors the amplified signal from the Doherty amplifier 120. To this end, the directional coupler 130 transmits a portion of the signal output from the Doherty amplifier 120 to the frequency down converter 132. The frequency down converter 132 operates in an opposite manner to the frequency up converter 112. In particular, the frequency down converter 132 lowers the frequency of the signal amplified by the Doherty amplifier 120 to an intermediate frequency. To this end, the frequency down converter 132 is configured as a mixer to generate a desired frequency by mixing the received local oscillation signal (Receive Local Oscillation Signal) generated by the oscillator 109 to the amplified high frequency output. The feedback bandpass filter 134 removes the out-of-band signal at the intermediate frequency output from the frequency down converter 132.

상기 궤환 대역통과필터(134)에 의해 필터링된 아날로그 중간주파수 출력은 상기 아날로그/디지털 변환기(136)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 상기 디지털 복조기(138)는 상기 기준클럭에 동기하여 상기 디지털 변조기(104)의 반대되는 방식으로 상기 디지털 신호를 복조함으로써 동위상 신호성분 신호와 직교위상 신호성분 신호를 상기 디지털 신호 처리기(140)로 출력한다.The analog intermediate frequency output filtered by the feedback bandpass filter 134 is converted into a digital signal by the analog / digital converter 136. The digital demodulator 138 demodulates the digital signal in a manner opposite to that of the digital modulator 104 in synchronization with the reference clock to transfer an in-phase signal component and a quadrature signal component signal to the digital signal processor 140. Output

상기 디지털 신호 처리기(140)는 또한 상기 전치보상기(102)로부터의 출력 신호를 주기적으로 감시한다. 이로써 상기 디지털 신호 처리기(140) 상기 전치보상기(102)로부터의 출력 신호(전송하고자 하는 신호)와 상기 디지털 복조기(138)로부터의 출력 신호(실제로 전송되는 신호)를 입력받게 되고, 이 입력들을 이용하여 전치보상 다항식을 계산하기 위한 계수들을 결정하며 상기 결정된 다항식 계수들을 이용하여 입력 신호의 가능한 모든 크기들에 대한 전치보상 이득들을 계산한다.The digital signal processor 140 also periodically monitors the output signal from the predistorter 102. As a result, the digital signal processor 140 receives an output signal (signal to be transmitted) from the predistorter 102 and an output signal (actually transmitted signal) from the digital demodulator 138 and uses the inputs. The coefficients for calculating the predistortion polynomial are then determined and the predistortion gains for all possible magnitudes of the input signal are calculated using the determined polynomial coefficients.

일반적으로 선형화될 전력증폭기가 동일한(또는 매우 유사한) 클래스(AB or A)의 증폭 모듈(들)로 구성된다. 하지만 상기 도 1과 같이 상기 주 전력 증폭기(124)와 상기 보조 전력 증폭기(126)을 가지는 상기 도허티 증폭기(120)의 경우 상기 주 전력 증폭기(124)와 상기 보조 전력 증폭기(126)가 서로 다른 클래스에서 동작하도록 구성되어 있다. 따라서 상기 주 전력 증폭기(124)와 상기 보조 전력 증폭기(126)의 비선형성이 다르며 이에 따라 상기 도 1에서와 같이 종래 방식의 선형화 방식에 따라 하나의 전치 왜곡된 선형화 신호를 나누어 상기 주 전력 증폭기(124)와 상기 보조 전력 증폭기(126)에 적용할 경우 비선형성이 다른 모듈에 동 일한 전치 왜곡 신호를 적용하게 되므로 선형화 성능의 저하가 발생하는 문제점이 있다.Typically the power amplifier to be linearized consists of amplification module (s) of the same (or very similar) class (AB or A). However, in the case of the Doherty amplifier 120 having the main power amplifier 124 and the sub power amplifier 126 as shown in FIG. 1, the main power amplifier 124 and the sub power amplifier 126 are different from each other. It is configured to work on. Accordingly, the nonlinearity of the main power amplifier 124 and the auxiliary power amplifier 126 is different, and accordingly, one predistorted linearization signal is divided according to the conventional linearization scheme as shown in FIG. 124 and the auxiliary power amplifier 126 have a problem in that linearization performance is deteriorated because the same predistortion signal is applied to a module having different nonlinearity.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 도허티 전력 증폭기를 위한 디지털 전치 왜곡 선형화기를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a digital predistortion linearizer for a Doherty power amplifier.

본 발명의 다른 목적은 도허티 증폭기의 메인 증폭기와 보조 증폭기에 서로 다른 경로를 통해 선형화 신호를 제공하는 디지털 전치 왜곡 선형화기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a digital predistortion linearizer for providing a linearization signal through different paths to a main amplifier and an auxiliary amplifier of a Doherty amplifier.

본 발명의 또 다른 목적은 서로 다른 클래스의 다수의 증폭기를 위해 서로 다른 경로를 통해 전치 왜곡을 선형화하는 디지털 전치 왜곡 선형화기를 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a digital predistortion linearizer for linearizing the predistortion through different paths for multiple amplifiers of different classes.

상기한 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 도허티 전력 증폭기를 위한 디지털 전치 왜곡 선형화기는, 증폭부에 포함된 증폭기의 클래스 종류에 따라 각각의 클래스별로 입력신호의 전치 왜곡을 보상하여 출력하는 전치 보상부와, 상기 전치 보상부의 출력을 중간 주파수(IF)의 아날로그 신호로 변환하고 상기 증폭부가 가지는 각 클래스별 상기 증폭기의 종류 경로를 구분한 각각의 아날로그 신호를 고주파 신호로 변환하여 상기 증폭부의 상기 각 클래스별 증폭기로 출력하는 트랜시버부와, 상기 트랜시버부로부터 수신한 각각의 클래스별 상기 고주파 신호를 수신하여 주 증폭과 보조 증폭하여 결합하는 하나 이상의 도허티 증폭기로서 구성하는 상기 증폭부와, 다음 입력신호의 전치보상을 위해 상기 증폭부에서 출력하는 신호를 이용하여 전치보상 이득을 계산하여 상기 전치 보상부에 제공하는 궤환부를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above objects, the digital predistortion linearizer for a Doherty power amplifier, by compensating the pre-distortion of the input signal for each class according to the class of the amplifier included in the amplifier Converts the output of the precompensator and the output of the precompensator into an analog signal of intermediate frequency IF and converts each analog signal of the class path of the amplifier for each class of the amplifier into a high frequency signal An amplifying unit configured to be a transceiver unit for outputting to the amplifier for each class, at least one Doherty amplifier for receiving the high frequency signal for each class received from the transceiver unit, and amplifying and combining the main amplification and the amplification unit; A signal output from the amplifier for precompensation of the next input signal And a feedback unit for calculating the precompensation gain and providing the precompensation gain to the precompensator.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면의 참조하여 상세히 설명하면 하기와 같다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. If it is determined that the gist of the present invention may be unnecessarily obscured, detailed description thereof will be omitted.

본 발명은 서로 다른 클래스의 다수의 증폭기를 가지는 도허티 증폭기의 메인 증폭기와 보조 증폭기에 서로 다른 경로를 통해 선형화 신호를 제공하는 디지털 전치 왜곡 선형화기에 관한 것이다.The present invention relates to a digital predistortion linearizer for providing a linearized signal through different paths to a main amplifier and an auxiliary amplifier of a Doherty amplifier having multiple amplifiers of different classes.

도 2는 본 발명에 따른 도허티 증폭기를 가지는 디지털 전치 왜곡 선형화기의 구성을 도시한 도면이다. 상기 도 2를 참조하면 본 발명의 디지털 전치 왜곡 선형화기는 전치 보상부(200), 트랜시버부(transceiver)(220), 증폭부(240) 및, 궤환부(260)를 포함하여 구성한다. 본 발명의 설명에 앞서 본 발명의 디지털 전치 왜곡 선형화기는 여러 종류의 클래스로 구성된 다수의 증폭기를 통해 증폭을 할 때 적용가능한 발명으로, 아래에서 도허티 증폭기를 그 예로 설명하고자 한다.2 is a diagram illustrating the configuration of a digital predistortion linearizer having a Doherty amplifier according to the present invention. Referring to FIG. 2, the digital predistortion linearizer of the present invention includes a predistorter 200, a transceiver 220, an amplifier 240, and a feedback unit 260. Prior to the description of the present invention, the digital predistortion linearizer of the present invention is an invention applicable when amplifying through a plurality of amplifiers composed of various classes, and the Doherty amplifier will be described below as an example.

상기 전치 보상부(200)는 전치 왜곡을 보상하는 장치로서 본 발명에서는 상기 증폭부(240)의 포함된 전력 증폭기의 클래스의 종류에 따라 각각의 클래스를 위 한 디지털 전치보상기기를 포함하여 입력신호를 전력 증폭기의 각 클래스로에 상응하도록 전치 왜곡을 보상한다. 상기 도 2를 참조하면 상기 전치 보상부(200)는 주 디지털 전치보상기(Main DPD : Main Digital Pre-Distorter)(201)와 주 디지털 변조기(Main MOD : Main Modulator)(202)와 지연기(203)와 보조 디지털 전치보상기(Peak DPD : Peak Digital Pre-Distorter)(204)와 보조 디지털 변조기(Peak MOD : Peak Modulator)(205)와 결합기(206)을 포함한다.The predistorter 200 is a device for compensating for predistortion. In the present invention, the predistorter 200 includes a digital predistorter for each class according to a class of a power amplifier included in the amplifier 240. Compensate for the predistortion to correspond to each class of power amplifier. Referring to FIG. 2, the predistorter 200 includes a main digital pre-distorter (201), a main modulator (Main MOD) 202, and a delay unit 203. A peak digital predistorter (204), a peak modulator (POD MOD) 205, and a combiner 206.

상기 주 디지털 전치보상기(201)는 동위상(I : In phase) 신호성분과 직교위상(Q : Quadrature) 신호성분으로 이루어진 기저대역의 디지털 입력 신호를 입력받아 상기 증폭부(240)의 주 전력 증폭기(245, 247)에서 일어나는 왜곡을 보상하기 위하여 상기 동위상 및 직교위상 입력 신호들을 변환한다. 상기 주 디지털 전치보상기(201)는 상기 주 전력 증폭기(245, 247)의 역 비선형 왜곡 특성을 모델링한 다항식 계수들을 이용하여 전치보상 이득들을 구하고, 상기 구해진 전치보상 이득들을 이용하여 왜곡을 보상한다.The main digital predistorter 201 receives a baseband digital input signal including an in-phase signal component and a quadrature signal component, and receives a main power amplifier of the amplifier 240. The in-phase and quadrature input signals are converted to compensate for the distortion occurring at 245 and 247. The main digital predistorter 201 obtains predistortion gains using polynomial coefficients modeling inverse nonlinear distortion characteristics of the main power amplifiers 245 and 247, and compensates for the distortion using the obtained predistortion gains.

상기 주 디지털 변조기(202)는 상기 주 디지털 전치보상기(201)의 출력을 입력받아 상기 동위상 및 직교위상 입력 신호들을 직교 변조방식(Quadrature Modulation)에 의해 단일 디지털 신호로 변환한다. 또한 본 발명에서는 상기 보조 디지털 전치보상기(204)의 출력신호와 구분하기 위해 서로 영향을 주지않은 상태로 상기 결합기(206)에서 결합하기 위해 전치 왜곡 신호 대역폭 이상의 간격을 가지도록 기설정한 주파수 대역으로 조정한다.The main digital modulator 202 receives the output of the main digital predistorter 201 and converts the in-phase and quadrature input signals into a single digital signal by quadrature modulation. In addition, the present invention adjusts to a predetermined frequency band so as to have an interval greater than the predistortion signal bandwidth for combining in the combiner 206 without affecting each other to distinguish it from the output signal of the auxiliary digital predistorter 204. do.

상기 지연기(203)는 도허티 증폭기의 보조 전력 증폭기의 입력 신호에 대한 RF 도허티 증폭기의 보조 증폭부 입력 신호에 대한 1/4파장(quarter wave) 지연을 기저 대역에서 수행한다. 일반적으로는 증폭부(240)에 위치하여 아날로그 신호를 지연하였으나, 본 발명에서는 도허티 증폭기의 보조 전력 증폭기에 대한 신호 지연을 기저 대역에서 처리함으로서 RF 에서 신호지연에 사용되는 기판의 크기를 감소시킬 수 있었으며 이에 따라 특히, 다수의 전력 증폭기를 가지는 상기 증폭부(240)의 소형화가 가능하다. The delay unit 203 performs a quarter wave delay in baseband with respect to the input signal of the RF Doherty amplifier to the input signal of the auxiliary power amplifier of the Doherty amplifier. In general, although the analog signal is delayed in the amplifier 240, the present invention can reduce the size of the substrate used for signal delay in RF by processing the signal delay of the Doherty amplifier in the baseband. In particular, it is possible to miniaturize the amplifier 240 having a plurality of power amplifiers.

상기 보조 디지털 전치보상기(204)는 상기 지연기(203)로부터 지연된 기저대역의 디지털 입력 신호를 입력받아 상기 증폭부(240)의 보조 전력 증폭기(246, 248)에서 일어나는 왜곡을 보상하기 위하여 상기 동위상 및 직교위상 입력 신호들을 변환한다. 상기 보조 디지털 전치보상기(204)는 상기 보조 전력 증폭기(246, 248)의 역 비선형 왜곡 특성을 모델링한 다항식 계수들을 이용하여 전치보상 이득들을 구하고, 상기 구해진 전치보상 이득들을 이용하여 왜곡을 보상한다.상기 보조 디지털 변조기(205)는 상기 주 디지털 변조기(202)와 같은 원리로 상기 보조 디지털 전치보상기(204)의 출력을 입력받아 상기 동위상 및 직교위상 입력 신호들을 직교 변조방식에 의해 단일 디지털 신호로 변환한다. 또한 본 발명에서는 상기 주 디지털 전치보상기(201)의 출력신호와 구분하기 위해 서로 영향을 주지않은 상태로 상기 결합기(206)에서 결합하기 위해 전치 왜곡 신호 대역폭 이상의 간격을 가지도록 기설정한 주파수 대역으로 조정한다.The auxiliary digital predistorter 204 receives the delayed baseband digital input signal from the delayer 203 and compensates for the distortion occurring in the auxiliary power amplifiers 246 and 248 of the amplifier 240. Converts phase and quadrature input signals. The auxiliary digital predistorter 204 obtains predistortion gains using polynomial coefficients modeling the inverse nonlinear distortion characteristics of the auxiliary power amplifiers 246 and 248 and compensates for the distortion using the obtained predistortion gains. The auxiliary digital modulator 205 receives the output of the auxiliary digital predistorter 204 on the same principle as the main digital modulator 202 and converts the in-phase and quadrature input signals into a single digital signal by an orthogonal modulation scheme. Convert. In addition, the present invention adjusts to a predetermined frequency band so as to have an interval equal to or greater than the predistortion signal bandwidth for combining in the combiner 206 without affecting each other to distinguish the output signal of the main digital predistorter 201. do.

상기 결합기(206)는 서로 영향을 주지않은 상태로 조정한 상기 주 디지털 변조기(202)와 상기 보조 디지털 변조기(205)의 출력신호를 더하여 결합한다. 상기 결합기(206)의 출력은 도 3(a)의 형태로 표현된다. The combiner 206 adds and combines the output signals of the primary digital modulator 202 and the auxiliary digital modulator 205 which are adjusted without affecting each other. The output of the combiner 206 is represented in the form of FIG. 3 (a).

도 3은 본 발명에 따른 디지털 전치 왜곡 선형화기에서 전치 왜곡된 기저대역 신호를 도시한 도면이다. 상기 도 3의 (a)는 상기 결합기(206)의 출력을 도시한 도면으로 여기서, f0는 상기 주 디지털 변조기(202)의 출력이고, f1은 상기 보조 디지털 변조기(205)의 출력이다. 상기 도 3의 (b)와 (c)는 상기 트랜시버부(220) 내에서 각각의 경로로 구분하였을때의 격리되는 선택된 상태를 도시한 도면으로, 상기(b)는 상기 증폭부(240)의 상기 주 전력 증폭기(245, 247)로 제공하는 신호이고, 상기(c)는 상기 증폭부(240)의 상기 주 전력 증폭기(246, 248)로 제공하는 신호이다.3 illustrates a predistorted baseband signal in a digital predistortion linearizer according to the present invention. 3A illustrates the output of the combiner 206, where f0 is the output of the primary digital modulator 202 and f1 is the output of the auxiliary digital modulator 205. FIG. 3 (b) and 3 (c) are diagrams illustrating selected states that are separated when they are divided into respective paths in the transceiver unit 220, and (b) shows the amplification unit 240 of FIG. A signal provided to the main power amplifiers 245 and 247, and (c) is a signal provided to the main power amplifiers 246 and 248 of the amplifier 240.

상기 트랜시버부(220)는 상기 전치 보상부(200)의 출력을 중간 주파수(IF)의 아날로그 신호로 변환하고 상기 증폭부(240)가 가지는 각 클래스별 증폭기의 종류로 구분하고 고주파 신호로 변환하여 상기 증폭부(240)의 각 클래스별 증폭기에 제공한다. 상기 도 2를 참조하면 상기 트랜시버부(220)는 디지털/아날로그 변환기(DAC : Digital to Analog Converter)(221)와 신호 분기기(222)와 중간주파수(IF : Intermediate Frequency) 대역통과필터(BPF : Band Pass Filter)(223, 227)와 주파수 상승 변환기(Frequency Up Converter)(225, 229)와 고주파(RF : Radio Frequency) 대역통과필터(BPF)(226, 230)를 포함하여 구성한다.The transceiver unit 220 converts the output of the precompensator 200 into an analog signal having an intermediate frequency IF, classifies the amplifier into the types of amplifiers of each class of the amplifier 240, and converts the signal into a high frequency signal. The amplifier for each class of the amplifier 240 is provided. Referring to FIG. 2, the transceiver unit 220 includes a digital-to-analog converter (DAC) 221, a signal divider 222, and an intermediate frequency (IF) bandpass filter (BPF). And a band pass filter (223, 227), frequency up converters (225, 229), and radio frequency (RF) band pass filters (BPFs) 226, 230.

상기 디지털/아날로그 변환기(221)는 상기 전치 보상부(200)로부터의 디지털 신호를 수신하여 중간 주파수(IF)의 아날로그 신호로 변환된다. 이때, 상기 전치 보상부(200)에서 보상된 신호에 의해 디지털/아날로그 변환기(221)의 왜곡 성분이 상쇄된다.The digital-to-analog converter 221 receives a digital signal from the precompensator 200 and converts the digital signal into an analog signal of intermediate frequency IF. At this time, the distortion component of the digital-to-analog converter 221 is canceled by the signal compensated by the precompensator 200.

상기 신호 분기기(222)는 상기 디지털/아날로그 변환기(221)에 의해 중간 주파수(IF)의 아날로그 신호로 변환된 신호를 상기 증폭부(240)에 포함된 전력 증폭기의 클래스별로 구분하여 구분한 중간 주파수 신호를 서로 구분된 전송경로의 상기 중간주파수 대역통과필터(223, 237)로 인가한다.The signal divider 222 divides the signal converted into an analog signal of the intermediate frequency IF by the digital / analog converter 221 by classifying the power amplifier class included in the amplifier 240. A frequency signal is applied to the intermediate frequency bandpass filters 223 and 237 of transmission paths separated from each other.

그러면, 상기 증폭부(240)에 포함된 전력 증폭기 중에서 상기 주 전력 증폭기(245, 247)를 위한 전송경로를 살펴보면, 상기 중간주파수 대역통과필터(223)는 상기 신호 분기기(222)로부터 상기 도 3(b)의 형태의 중간주파수 신호를 수신하면 상기 중간주파수 신호에서 대역외 성분을 제거한다.Then, referring to the transmission paths for the main power amplifiers 245 and 247 among the power amplifiers included in the amplifier 240, the intermediate frequency bandpass filter 223 is separated from the signal diverter 222. Upon receiving the intermediate frequency signal of the form of 3 (b), the out-of-band component is removed from the intermediate frequency signal.

상기 중간주파수 대역통과필터(223)로부터의 필터링된 출력은 주파수 상승 변환기(225)에 의해 이동통신 시스템의 주파수 대역내의 주파수를 가지는 고주파 신호로 변환된다. 보다 상세하게 상기 주파수 상승 변환기(225)는 위상동기루프(Phase Locked Loop: PLL)(미도시)로부터의 기준 클럭(Reference Clock: Ref. CLK)을 가지고 발진기(Oscillator)(224)에 의해 생성된 송신 국부발진 신호(Transmit Local Oscillation Signal)를 상기 필터링된 중간주파수 출력에 혼합하여 원하는 주파수를 생성하는 믹서(Mixer)이다. 상기 기준 클럭은 상기 디지털 변조기(202, 205)에서의 변조 동작을 위해서도 사용된다.The filtered output from the intermediate frequency bandpass filter 223 is converted into a high frequency signal having a frequency within a frequency band of the mobile communication system by the frequency raising converter 225. More specifically, the frequency rising converter 225 is generated by an oscillator 224 with a reference clock (Ref. CLK) from a phase locked loop (PLL) (not shown). Mixer that generates a desired frequency by mixing a transmit local oscillation signal to the filtered intermediate frequency output. The reference clock is also used for the modulation operation in the digital modulators 202 and 205.

이후, 상기 고주파 대역통과필터(226)는 상기 주파수 상승 변환기(225)에 의해 변환된 상기 고주파 신호에서 대역외 성분을 제거하여 대역외 성분을 제거한 고 부파 신호를 상기 증폭부(240)에 인가한다.Thereafter, the high frequency bandpass filter 226 removes an out-of-band component from the high-frequency signal converted by the frequency rising converter 225 and applies the high-frequency signal from which the out-of-band component is removed to the amplifier 240. .

다음으로, 상기 증폭부(240)에 포함된 전력 증폭기 중에서 상기 보조 전력 증폭기(246, 248)를 위한 전송경로를 살펴보면, 상기 신호 분기기(222)로부터 상기 보조 전력 증폭기(246, 248)로의 상기 도 3(c)의 형태의 중간주파수 신호를 입력받는 것만 다를 뿐, 상기 주 전력 증폭기(245, 247)를 위한 전송경로와 동일한 동작을 수행한다. 따라서 그 상세한 설명은 생략하겠다. Next, referring to the transmission paths for the auxiliary power amplifiers 246 and 248 among the power amplifiers included in the amplifier 240, the signal splitter 222 from the signal splitter 222 to the auxiliary power amplifiers 246 and 248. Only the intermediate frequency signal of the type shown in FIG. 3 (c) is different, and the same operation as that of the transmission paths for the main power amplifiers 245 and 247 is performed. Therefore, detailed description thereof will be omitted.

한편, 상기 주파수 상승 변환기(225, 229)는 각각 입력받은 신호를 고주파 신호로 변환할 때 서로 다른 주파수의 국부 발진 신호에 의해 원하는 동일 RF 대역으로 이동시킨다. 예를 들어, 변환하고자 하는 고주파 신호의 RF대역이 fc 일 때 상기 발진기(224)에 의해 생성된 국부발진 신호의 주파수는 fc+f0 또는 fc-f0로 설정되며, 상기 발진기(228)에서 성생된 국부발진 신호의 주파수는 fc+f1 또는 fc-f1로 설정된다Meanwhile, the frequency rising converters 225 and 229 respectively move to the same RF band as desired by local oscillation signals of different frequencies when converting the received signals into high frequency signals. For example, when the RF band of the high frequency signal to be converted is fc, the frequency of the local oscillation signal generated by the oscillator 224 is set to fc + f0 or fc-f0, and is generated in the oscillator 228. The frequency of the local oscillation signal is set to fc + f1 or fc-f1

상기 증폭부(240)는 여러 종류의 클래스로 이루어진 다수의 증폭기를 가지고 상기 트랜스버부(220)로부터 증폭기의 클래스별로 각각의 고주파 신호를 수신하고 이를 각각 증폭하고 증폭된 신호를 결합하여 출력한다. 상기 도 2를 참조하면 상기 증폭부(240)는 드라이브 증폭기(Drive amplifier)(241, 242)와 분배형 하이브리드(Hybrid)(243, 244)와 주 전력 증폭기(Main PA : Main Power Amplifie)(245, 247)와 보조 전력 증폭기(Peak PA : Peak Amplifie)(246, 248)와 임피던스 변환기(249, 250)와 결합형 하이브리드(Hybrid)(251)를 포함하여 구성한다. 즉, 본 발 명의 상기 증폭부(240)는 2개의 도허티 증폭기를 포함하여 구성하고 있다. The amplification unit 240 has a plurality of amplifiers of various classes, and receives the high frequency signals for each class of amplifiers from the transverser unit 220, amplifies them, and combines and outputs the amplified signals. Referring to FIG. 2, the amplifier 240 includes drive amplifiers 241 and 242, a hybrid hybrid 243 and 244, and a main power amplifier (Main PA) 245. 247, an auxiliary power amplifier (Peak PA: Peak Amplifie) 246 and 248, an impedance converter 249 and 250, and a hybrid hybrid 251. That is, the amplifier 240 of the present invention includes two Doherty amplifiers.

상기 드라이브 증폭기(241)는 상기 트랜시버부(220)로부터 상기 주 전력 증폭기(245, 247)로의 고주파 신호를 수신하여 상기 주 전력 증폭기(245, 247)에서 입력으로 요구하는 전력 레벨로 신호를 증폭하여 상기 분배형 하이브리드(Hybrid)(243)로 출력한다. 같은 원리로, 상기 드라이브 증폭기(243)는 상기 보조 전력 증폭기(246, 248)로의 고주파 신호를 상기 보조 전력 증폭기(246, 248)가 요구하는 전력 레벨로 신호를 증폭하여 상기 분배형 하이브리드(Hybrid)(244)로 출력한다.The drive amplifier 241 receives a high frequency signal from the transceiver unit 220 to the main power amplifiers 245 and 247 and amplifies the signal to a power level required by the main power amplifiers 245 and 247 as an input. Output to the distributed hybrid 243. In the same principle, the drive amplifier 243 amplifies a high frequency signal to the auxiliary power amplifiers 246 and 248 to a power level required by the auxiliary power amplifiers 246 and 248 so as to amplify the distributed hybrid. Output as (244).

상기 분배형 하이브리드(243, 244)는 4개의 포트중 적절히 선택된 한쪽 포트만을 입력으로 사용하고, 하나의 포트는 격리되어 그라운드 처리되며, 나머지 두개의 포트에서는 각각 입력 신호 기준 3dB 낮은 파워로 90도 및 180도 위상 천이된 신호가 출력한다. 상기 분배형 하이브리드(243)는 위상 천이한 고주파 신호를 상기 주 전력 증폭기(245, 247) 각각에 인가하고, 상기 분배형 하이브리드(244)는 위상 천이한 고주파 신호를 상기 보조 전력 증폭기(246, 248) 각각에 인가한다.The distributed hybrids 243 and 244 use only one appropriately selected one of the four ports as inputs, one port is isolated and grounded, and the other two ports are each 90 degrees and 3 dB lower than the input signal. A 180 degree phase shifted signal is output. The distributed hybrid 243 applies a phase shifted high frequency signal to each of the main power amplifiers 245 and 247, and the distributed hybrid 244 applies a phase shifted high frequency signal to the auxiliary power amplifiers 246 and 248. ) Is applied to each.

도히티 증폭기의 구성요소인 상기 주 전력 증폭기(245, 247)와 상기 보조 전력 증폭기(246, 248)는 상기 분배형 하이브리드(243, 244)로부터 각각 수신한 신호를 증폭하여 출력한다.The main power amplifiers 245 and 247 and the auxiliary power amplifiers 246 and 248, which are components of the Dohiti amplifier, amplify and output the signals received from the distributed hybrids 243 and 244, respectively.

상기 임피던스 변환기(249, 250)는상기 주 전력 증폭기(245, 247)로부터의 증폭신호를 상기 보조 전력 증폭기(246, 248)의 상태에 따라 로드(load) 임피던스를 변경하여 효율을 유지한다. 상기 임피던스 변환기(249, 250)의 출력은 지연기를 거친 상기 보조 전력 증폭기(246, 248)와 결합 되는데 일반적으로 지연기는 상기 증폭부(240)내에 위치하는 본 발명에서는 상기 지연기(203)를 상기 전치 보상부(200)에 위치시킴으로서 상기 증폭부(240)의 소형화한다.The impedance converters 249 and 250 change load impedances of the amplified signals from the main power amplifiers 245 and 247 according to the states of the auxiliary power amplifiers 246 and 248 to maintain efficiency. The outputs of the impedance converters 249 and 250 are combined with the auxiliary power amplifiers 246 and 248 which have undergone a delay. In general, the delay unit is located in the amplifying unit 240. Positioning the precompensator 200 reduces the size of the amplifier 240.

상기 결합형 하이브리드(Hybrid)(251)는 4개의 포트 중에서 적절히 선택된 두개의 포트로 입력 신호가 인가받으면, 이때 하나의 포트는 격리하여 그라운드 처리하고, 나머지 하나의 포트는 두 포트로 입력된 신호가 파워결합한 신호를 출력한다. 상기 결합형 하이브리드(Hybrid)(251)는 상기 주 전력 증폭기(245)와 상기 보조 전력 증폭기(246)의 출력이 결합된 신호와 상기 주 전력 증폭기(247)와 상기 보조 전력 증폭기(248)의 출력이 결합된 신호를 수신하여 결합한다. 즉, 두개의 도히티 증폭기로부터 수신한 신호를 파워결합하여 출력한다.When the input signal is applied to two appropriately selected two ports among the four ports, the hybrid hybrid 251 isolates one port and processes the ground, and the other one inputs two ports. Outputs a power-coupled signal. The hybrid hybrid 251 is a signal in which the outputs of the main power amplifier 245 and the auxiliary power amplifier 246 are combined, and the outputs of the main power amplifier 247 and the auxiliary power amplifier 248. This combined signal is received and combined. In other words, the signals received from the two Dohiti amplifiers are power-coupled and output.

상기 궤환부(260)는 다음 입력신호의 전치보상 동작을 위해 상기 증폭부(240)에서 출력하는 신호를 중간주파수로 변환하고 디지털 신호로 변환하고 상기 디지털 신호를 동위상 신호성분 신호와 직교위상 신호성분 신호로 복조하고 전치보상 이득을 계산하여 상기 전치 보상부(200)에 제공한다. 상기 도 2를 참조하면 상기 궤환부(260)는 방향성 결합기(DC : Directional Coupler)(261)와 주파수 하강 변환기(Frequency Down Converter)(263)와 궤환 대역통과필터(Feedback BPF)(264)와 아날로그/디지털 변환기(ADC : Analog to Digital Converter)(265)와 디지털 복조기(DEM : De-Modulator)(266)와 디지털 신호 처리기(DSP : Digital Signal Processer)(267)를 포함하여 구성한다.The feedback unit 260 converts the signal output from the amplifier 240 into an intermediate frequency and converts the digital signal into an in-phase signal component signal and a quadrature signal for precompensation of the next input signal. The component signal is demodulated and the precompensation gain is calculated and provided to the precompensator 200. Referring to FIG. 2, the feedback unit 260 includes a directional coupler 261, a frequency down converter 263, a feedback band pass filter 264, and an analog. And an analog to digital converter (ADC) 265, a digital demodulator (DEM) 266, and a digital signal processor (DSP) 267.

상기 방향성 결합기(261)는 상기 증폭부(240)로부터 출력되는 신호의 일부를 상기 주파수 하강 변환기(263)로 전달한다. 상기 주파수 하강 변환기(263)는 상기 주파수 상승 변환기(225, 229)의 반대되는 방식으로 동작한다. 특히 상기 주파수 하강 변환기(263)는 상기 증폭부(240)에 의해 증폭된 신호의 주파수를 중간주파수로 낮춘다. 이를 위하여 상기 주파수 하강 변환기(263)는 발진기(262)에 의해 생성된 수신 국부발진 신호(Receive Local Oscillation Signal)를 상기 증폭된 고주파 출력에 혼합하여 원하는 주파수를 생성하는 믹서로 구성된다. 상기 궤환 대역통과필터(264)는 상기 주파수 하강 변환기(263)로부터의 중간주파수 출력에서 대역외 신호를 제거한다.The directional coupler 261 transfers a part of the signal output from the amplifier 240 to the frequency down converter 263. The frequency down converter 263 operates in an opposite manner to the frequency up converters 225 and 229. In particular, the frequency down converter 263 lowers the frequency of the signal amplified by the amplifier 240 to an intermediate frequency. To this end, the frequency down converter 263 is configured as a mixer to generate a desired frequency by mixing the received local oscillation signal (Receive Local Oscillation Signal) generated by the oscillator 262 to the amplified high frequency output. The feedback bandpass filter 264 removes the out-of-band signal at the intermediate frequency output from the frequency down converter 263.

상기 궤환 대역통과필터(264)에 의해 필터링된 아날로그 중간주파수 출력은 상기 아날로그/디지털 변환기(265)에 의해 디지털 신호로 변환된다. 상기 디지털 복조기(266)는 상기 기준클럭에 동기하여 상기 디지털 변조기(202, 205)의 반대되는 방식으로 상기 디지털 신호를 복조함으로써 동위상 신호성분 신호와 직교위상 신호성분 신호를 상기 디지털 신호 처리기(267)로 출력한다.The analog intermediate frequency output filtered by the feedback bandpass filter 264 is converted into a digital signal by the analog / digital converter 265. The digital demodulator 266 demodulates the digital signal in a manner opposite to that of the digital modulators 202 and 205 in synchronization with the reference clock to thereby output an in-phase signal component signal and a quadrature signal component signal to the digital signal processor 267. )

상기 디지털 신호 처리기(267)는 또한 상기 전치 보상부(200)로부터의 출력 신호를 주기적으로 감시한다. 이로써 상기 디지털 신호 처리기(267) 상기 전치 보상부(200)로부터의 출력 신호(전송하고자 하는 신호)와 상기 디지털 복조기(266)로부터의 출력 신호(실제로 전송되는 신호)를 입력받게 되고, 이 입력들을 이용하여 전치보상 다항식을 계산하기 위한 계수들을 결정하며 상기 결정된 다항식 계수들을 이용하여 입력 신호의 가능한 모든 크기들에 대한 전치보상 이득들을 계산한다.The digital signal processor 267 also periodically monitors the output signal from the predistorter 200. As a result, the digital signal processor 267 receives an output signal (signal to be transmitted) from the predistorter 200 and an output signal (actually transmitted signal) from the digital demodulator 266. Determine the coefficients for calculating the predistortion polynomial and use the determined polynomial coefficients to calculate the predistortion gains for all possible magnitudes of the input signal.

분명히, 청구항들의 범위내에 있으면서 이러한 실시예들을 변형할 수 있는 많은 방식들이 있다. 다시 말하면, 이하 청구항들의 범위를 벗어남 없이 본 발명을 실시할 수 있는 많은 다른 방식들이 있을 수 있는 것이다.Apparently, there are many ways to modify these embodiments while remaining within the scope of the claims. In other words, there may be many other ways in which the invention may be practiced without departing from the scope of the following claims.

상술한 바와 같이 본 발명은 서로 다른 클래스의 다수의 증폭기를 가지는 도허티 증폭기의 메인 증폭기와 보조 증폭기에 서로 다른 경로를 통해 선형화 신호를 제공하는 디지털 전치 왜곡 선형화기에 관한 것으로, 증폭부에 서로 다른 클래스의 증폭기가 혼재된 경우에도 선형화 성능 저하 줄이는 효과가 있다.As described above, the present invention relates to a digital predistortion linearizer for providing a linearization signal through different paths to a main amplifier and an auxiliary amplifier of a Doherty amplifier having a plurality of amplifiers of different classes. Mixed amplifiers also reduce linearization performance.

Claims (10)

도허티 전력 증폭기를 위한 디지털 전치 왜곡 선형화기에 있어서,In digital predistortion linearizer for Doherty power amplifier, 증폭부에 포함된 증폭기의 클래스 종류에 따라 각각의 클래스별로 입력신호의 전치 왜곡을 보상하여 출력하는 전치 보상부와,A precompensator for compensating and outputting the predistortion of the input signal for each class according to the class of the amplifier included in the amplifier; 상기 전치 보상부의 출력을 중간 주파수의 아날로그 신호로 변환하고 상기 증폭부가 가지는 각 클래스별 상기 증폭기의 종류 경로를 구분한 각각의 아날로그 신호를 고주파 신호로 변환하여 상기 증폭부의 상기 각 클래스별 증폭기로 출력하는 트랜시버부와,Converting the output of the pre-compensator into an analog signal of intermediate frequency, converting each analog signal in which the class path of the amplifier for each class of the amplifier is converted into a high frequency signal, and outputting the high frequency signal to the amplifier for each class of the amplifier; Transceiver, 상기 트랜시버부로부터 수신한 각각의 클래스별 상기 고주파 신호를 수신하여 주 증폭과 보조 증폭하여 결합하는 하나 이상의 도허티 증폭기로서 구성하는 상기 증폭부와,The amplifying unit configured as one or more Doherty amplifiers for receiving the high frequency signal for each class received from the transceiver unit, and combining and amplifying the main amplification and the amplifying unit; 다음 입력신호의 전치보상을 위해 상기 증폭부에서 출력하는 신호를 이용하여 전치보상 이득을 계산하여 상기 전치 보상부에 제공하는 궤환부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 디지털 전치 왜곡 선형화기.And a feedback unit for calculating a predistortion gain using the signal output from the amplifier for precompensation of a next input signal and providing the precompensation to the precompensator. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전치 보상부는,The transposition compensation unit, 상기 증폭부의 주 전력 증폭기에서 일어나는 왜곡을 보상하는 주 디지털 전 치보상기와,A main digital predistorter for compensating for distortion in the main power amplifier of the amplifying unit; 상기 주 디지털 전치보상기에서 보상한 입력신호를 직교 변조방식을 통해 단일 디지털 신호로 변환하는 주 디지털 변조기와,A main digital modulator for converting the input signal compensated by the main digital predistorter into a single digital signal through an orthogonal modulation method; 수신하는 입력신호를 1/4파장(quarter wave) 지연을 기저 대역에서 수행하는 지연기와,A delay unit for performing a quarter wave delay in the baseband of the received input signal, 상기 증폭부의 보조 전력 증폭기에서 일어나는 왜곡을 보상하는 보조 디지털 전치보상기와,An auxiliary digital predistorter for compensating for distortion occurring in the auxiliary power amplifier of the amplifier; 상기 보조 디지털 전치보상기에서 보상한 입력신호를 직교 변조방식을 통해 단일 디지털 신호로 변환하는 보조 디지털 변조기와,An auxiliary digital modulator for converting the input signal compensated by the auxiliary digital predistorter into a single digital signal through an orthogonal modulation method; 상기 주 디지털 변조기와 상기 보조 디지털 변조기의 출력신호를 더하여 결합하는 결합기를 포함함을 특징으로 하는 디지털 전치 왜곡 선형화기.And a combiner for adding and combining the output signals of the primary digital modulator and the auxiliary digital modulator. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 주 디지털 변조기와 상기 보조 디지털 변조기는,The primary digital modulator and the auxiliary digital modulator, 각각의 출력신호가 상기 결합기를 통해 결합할 때 서로 영향을 주지않은 상태로 결합하기 위해 주파수가 서로 전치 왜곡 신호 대역폭 이상의 간격을 가지도록 각각의 출력을 기설정한 주파수 대역으로 조정함을 특징으로 하는 디지털 전치 왜곡 선형화기.When the output signals are combined through the combiner, the outputs are adjusted to a predetermined frequency band so that the frequencies have an interval greater than or equal to the predistortion signal bandwidth. Predistortion linearizer. 제 3항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 트랜시버부는,The transceiver unit, 상기 전치 보상부의 출력신호를 중간 주파수의 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환기와 A digital / analog converter for converting an output signal of the precompensator into an analog signal of an intermediate frequency; 서로 다른 주파수 대역을 이용하여 Using different frequency bands 상기 증폭부의 상기 주 전력 증폭기를 위한 신호와, 상기 보조 전력 증폭기를 위한 신호를 구분하는 신호 분기기와 A signal divider for dividing a signal for the main power amplifier and a signal for the auxiliary power amplifier; 상기 신호 분기기에서 분기받은 상기 주 전력 증폭기를 위한 신호를 고주파 신호로 변경하여 상기 증폭부로 출력하는 주 증폭용 경로와A main amplification path for converting a signal for the main power amplifier branched from the signal diverter into a high frequency signal and outputting the signal to the amplifier 상기 신호 분기기에서 분기받은 상기 보조 전력 증폭기를 위한 신호를 고주파 신호로 변경하여 상기 증폭부로 출력하는 보조 증폭용 경로를 포함함을 특징으로 하는 디지털 전치 왜곡 선형화기.And an auxiliary amplification path for converting a signal for the auxiliary power amplifier branched from the signal diverter into a high frequency signal and outputting the converted signal to the amplifier. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 주 증폭용 경로는,The main amplification path, 상기 주 전력 증폭기를 위한 상기 신호에서 대역외 성분을 제거하는 중간주파수 대역통과필터와,An intermediate frequency bandpass filter for removing out-of-band components from the signal for the main power amplifier; 상기 중간주파수 대역통과필터에서 필터링된 신호를 고주파 신호로 변환하는 주파수 상승 변환기와 A frequency rising converter for converting the signal filtered by the intermediate frequency bandpass filter into a high frequency signal; 상기 주파수 상승 변환기에 의해 변환된 상기 고주파 신호에서 대역외 성분을 제거하여 상기 증폭부로 출력하는 고주파 대역통과필터를 포함함을 특징으로 하는 디지털 전치 왜곡 선형화기.And a high frequency bandpass filter which removes an out-of-band component from the high frequency signal converted by the frequency rising converter and outputs it to the amplifier. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 보조 증폭용 경로는,The auxiliary amplification path, 상기 보조 전력 증폭기를 위한 상기 신호에서 대역외 성분을 제거하는 중간주파수 대역통과필터와,An intermediate frequency bandpass filter for removing out-of-band components from the signal for the auxiliary power amplifier; 상기 중간주파수 대역통과필터에서 필터링된 신호를 고주파 신호로 변환하는 주파수 상승 변환기와 A frequency rising converter for converting the signal filtered by the intermediate frequency bandpass filter into a high frequency signal; 상기 주파수 상승 변환기에 의해 변환된 상기 고주파 신호에서 대역외 성분을 제거하여 상기 증폭부로 출력하는 고주파 대역통과필터를 포함함을 특징으로 하는 디지털 전치 왜곡 선형화기.And a high frequency bandpass filter which removes an out-of-band component from the high frequency signal converted by the frequency rising converter and outputs it to the amplifier. 제 5항 내지 제 6항에 있어서,The method according to claim 5 to 6, 상기 주 증폭용 경로의 상기 주파수 상승 변환기에서 변환하는 상기 고주파 신호의 주파수 대역과, 상기 보조 증폭용 경로의 상기 주파수 상승 변환기에서 변 환하는 상기 고주파 신호의 주파수 대역은 서로 동일한 주파수 대역으로 변환함을 특징으로 하는 디지털 전치 왜곡 선형화기.The frequency band of the high frequency signal converted by the frequency rising converter of the main amplification path and the frequency band of the high frequency signal converted by the frequency rising converter of the auxiliary amplification path are converted to the same frequency band. A digital predistortion linearizer. 제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 증폭부는,The amplification unit, 상기 트랜시버부의 상기 주 증폭용 경로와 상기 보조 증폭용 경로를 통해 수신하는 신호를 증폭하여 출력하는 하나 이상의 도히티 증복기를 포함함을 특징으로 하는 디지털 전치 왜곡 선형화기.And at least one dominity amplifier for amplifying and outputting a signal received through the main amplification path and the auxiliary amplification path of the transceiver unit. 제 8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 증폭부는,The amplification unit, 상기 주 증폭용 경로를 통해 수신하는 신호를 증폭하는 주 드라이브 증폭기와,A main drive amplifier for amplifying a signal received through the main amplification path; 상기 보조 증폭용 경로를 통해 수신하는 신호를 증폭하는 보조 드라이브 증폭기와,An auxiliary drive amplifier for amplifying a signal received through the auxiliary amplification path; 상기 주 드라이브 증폭기의 출력을 위상 천이한 2개의 고주파 신호로 분배하여 2개의 상기 주 전력 증폭기로 출력하는 주 하이드리부와,A main hydration unit for distributing the output of the main drive amplifier into two high-frequency signals which are phase shifted and outputting the two main power amplifiers; 상기 보조 드라이브 증폭기의 출력을 위상 천이한 2개의 고주파 신호로 분배 하는 2개의 상기 보조 전력 증폭기로 출력하는 보조 하이드리부와,An auxiliary hydride unit for outputting the auxiliary drive amplifier to the two auxiliary power amplifiers for distributing the output of the auxiliary drive amplifier into two high frequency signals which have been phase shifted; 상기 주 하이드리부의 출력신호를 증폭하는 제1 주 전력 증폭기와,A first main power amplifier amplifying the output signal of the main hydration unit; 상기 보조 하이드리부 출력신호를 증폭하는 제1 보조 전력 증폭기와A first auxiliary power amplifier amplifying the auxiliary hydride output signal; 상기 주 하이드리부의 출력신호를 증폭하는 제2 주 전력 증폭기와,A second main power amplifier amplifying the output signal of the main hydration unit; 상기 보조 하이드리부 출력신호를 증폭하는 제2 보조 전력 증폭기와,A second auxiliary power amplifier for amplifying the auxiliary hydride output signal; 상기 제1 주 전력 증폭기와 상기 제1 보조 전력 증폭기의 결합신호와 상기 제2 주 전력 증폭기와 상기 제2 보조 전력 증폭기의 결합신호를 입력으로하여 두개의 상기 결합신호의 파워를 결합하여 출력하는 결합 하이드리부를 포함함을 특징으로 하는 디지털 전치 왜곡 선형화기.A combined signal of the first main power amplifier and the first auxiliary power amplifier and a combined signal of the second main power amplifier and the second auxiliary power amplifier as inputs for combining and outputting the powers of the two combined signals; And a hydride portion. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 궤환부는,The feedback unit, 상기 증폭부에서 출력하는 신호의 일부를 주파수 하강 변환기로 전달하는 방향성 결합기와,A directional coupler for transferring a part of the signal output from the amplifier to a frequency down converter; 상기 증폭부에 의해 증폭된 신호의 주파수를 중간주파수로 낮추는 상기 주파수 하강 변환기와,The frequency dropping converter lowering the frequency of the signal amplified by the amplifier to an intermediate frequency; 상기 주파수 하강 변환기로부터의 상기 중간주파수 출력에서 대역외 신호를 제거하는 궤환 대역통과필터와,A feedback bandpass filter for removing the out-of-band signal from the intermediate frequency output from the frequency down converter; 상기 궤환 대역통과필터에 의해 필터링 된 상기 중간주파수 출력을 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기와,An analog / digital converter for converting the intermediate frequency output filtered by the feedback bandpass filter into a digital signal; 상기 아날로그/디지털 변환기의 상기 디지털 신호를 동위상 신호성분 신호와 직교위상 신호성분 신호로 복조하는 디지털 복조기와,A digital demodulator for demodulating the digital signal of the analog / digital converter into an in-phase signal component signal and a quadrature signal component signal; 상기 디지털 복조기에서 복조한 신호를 이용하여 전치 보상 이득을 계산하여 상기 전치 보상부에 제공하는 디지털 신호 처리기를 포함함을 특징으로 하는 디지털 전치 왜곡 선형화기.And a digital signal processor for calculating a precompensation gain using the signal demodulated by the digital demodulator and providing the precompensation gain to the precompensator.
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