WO2023121138A1 - 무선 통신 시스템에서 신호 보상을 위한 장치 및 방법 - Google Patents

무선 통신 시스템에서 신호 보상을 위한 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2023121138A1
WO2023121138A1 PCT/KR2022/020428 KR2022020428W WO2023121138A1 WO 2023121138 A1 WO2023121138 A1 WO 2023121138A1 KR 2022020428 W KR2022020428 W KR 2022020428W WO 2023121138 A1 WO2023121138 A1 WO 2023121138A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
power amplifier
signal
section
base station
distortion
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/020428
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
우영윤
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from KR1020220005919A external-priority patent/KR20230097918A/ko
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
Publication of WO2023121138A1 publication Critical patent/WO2023121138A1/ko
Priority to US18/653,314 priority Critical patent/US20240283472A1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/30—Modifications of amplifiers to reduce influence of variations of temperature or supply voltage or other physical parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
    • H03F1/32—Modifications of amplifiers to reduce non-linear distortion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B1/0475—Circuits with means for limiting noise, interference or distortion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/38—Synchronous or start-stop systems, e.g. for Baudot code
    • H04L25/40—Transmitting circuits; Receiving circuits
    • H04L25/49—Transmitting circuits; Receiving circuits using code conversion at the transmitter; using predistortion; using insertion of idle bits for obtaining a desired frequency spectrum; using three or more amplitude levels ; Baseband coding techniques specific to data transmission systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/06—TPC algorithms
    • H04W52/14—Separate analysis of uplink or downlink
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/52—TPC using AGC [Automatic Gain Control] circuits or amplifiers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/02—Transmitters
    • H04B1/04—Circuits
    • H04B2001/0408—Circuits with power amplifiers
    • H04B2001/0425—Circuits with power amplifiers with linearisation using predistortion

Definitions

  • This disclosure relates generally to wireless communication systems, and more specifically to apparatus and methods for signal compensation in wireless communication systems.
  • the 5G communication system or the pre-5G communication system is called a beyond 4G network communication system or a long term evolution (LTE) system and a post LTE system.
  • LTE long term evolution
  • the 5G communication system is being considered for implementation in a mmWave band (eg, 28 GHz or 60 GHz band).
  • a mmWave band eg, 28 GHz or 60 GHz band.
  • beamforming, massive multiple-input multiple-output (MIMO), and full-dimensional multiple input/output are used in 5G communication systems.
  • full dimensional MIMO, FD-MIMO array antenna, analog beamforming, and large scale antenna technologies are being discussed.
  • an evolved small cell an advanced small cell, a cloud radio access network (cloud RAN), and an ultra-dense network
  • D2D device to device communication
  • wireless backhaul moving network
  • cooperative communication coordinated multi-points (CoMP), and interference cancellation etc.
  • FQAM hybrid frequency shift keying and quadrature amplitude modulation
  • SWSC sliding window superposition coding
  • ACM advanced coding modulation
  • FBMC filter bank multi carrier
  • NOMA non-orthogonal multiple access
  • SCMA sparse code multiple access
  • a base station may transmit a downlink signal to a terminal.
  • a frequency division duplex (FDD) and a time division duplex (TDD) may be used as a method of transmitting an uplink signal and a downlink signal between a base station and a terminal.
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • DPD digital pre-distorter
  • the present disclosure provides an apparatus and method for performing downlink signal transmission based on compensation information of a power amplifier in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides an apparatus and method for identifying a distortion section in a transmission section of a downlink signal transmitted by a base station in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides an apparatus and method for identifying compensation information for a power amplifier in a distortion period in a wireless communication system.
  • the present disclosure provides an apparatus and method for transmitting a downlink signal by applying compensation information identified in a wireless communication system to an output signal of a digital pre-distorter (DPD).
  • DPD digital pre-distorter
  • a method performed by a base station includes a process of acquiring a first output signal of a digital predistortion (DPD), a time division duplex (TDD) configuration ( configuration), identifying a distortion section from the start of the downlink section after the end of the uplink section, identifying compensation information for the power amplifier of the base station in the distortion section, and and providing a signal to which the compensation information is applied to an output signal to the power amplifier.
  • DPD digital predistortion
  • TDD time division duplex
  • a method performed by a base station includes a process of sensing a temperature and a temperature change amount of the power amplifier, a process of identifying whether the sensed temperature change amount is less than or equal to a threshold value, and When the detected temperature change amount is less than or equal to the threshold value, identifying a section from the start of the downlink section to a time point when the temperature change amount reaches the threshold value as the distortion section.
  • a method performed by a base station includes a process of identifying a change amount of at least one of gain or phase per unit time within the distortion period, at least one of the gain or phase per unit time.
  • the process of identifying the compensation information based on one change amount, and the process of providing the identified compensation information to the DPD are further included.
  • a base station device acquires a first output signal of a DPD, and after an uplink period ends in a time division duplex (TDD) configuration, a start point of a downlink period to identify a distortion section from, identify compensation information for a power amplifier of the base station in the distortion section, and provide a signal to which the compensation information is applied to a second output signal of the DPD to the power amplifier.
  • TDD time division duplex
  • a base station device detects a temperature and a temperature change amount of the power amplifier, identifies whether the sensed temperature change amount is less than or equal to a threshold value, and the sensed temperature change amount and a processor further configured to identify, as the distortion section, a section from a start time of the downlink section to a time point at which the temperature change amount reaches a threshold value, when the value is less than or equal to the threshold value.
  • a base station device identifies a change in at least one of gain or phase per unit time within the distortion period, and based on the change in at least one of gain or phase per unit time and a processor further configured to identify the compensation information by means of the above, and to provide the identified compensation information to a DPD.
  • An apparatus and method according to embodiments of the present disclosure perform downlink signal transmission based on compensation information of a power amplifier, thereby preventing performance degradation due to deterioration of the power amplifier.
  • An apparatus and method according to embodiments of the present disclosure perform downlink signal transmission based on compensation information of a power amplifier, thereby minimizing performance degradation of a digital pre-distorter (DPD) and performing downlink transmission. It allows to improve the quality of the signal.
  • DPD digital pre-distorter
  • FIG. 1 illustrates an example of a wireless communication environment according to embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2A illustrates a functional configuration of a base station apparatus communication unit for signal amplification according to embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 2B shows an example of a radio frequency integrated circuit (RFIC) including a power amplifier according to embodiments of the present disclosure.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • FIG. 3 illustrates an example of a radio resource region in a wireless communication system according to embodiments of the present disclosure.
  • DPD digital pre-distorter
  • 5a and 5b illustrate an example of a downlink transmission interval state when a compensator is not included according to embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6A illustrates a functional configuration of a base station apparatus including a specific configuration of a digital predistorter according to embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 6B illustrates a functional configuration of a base station apparatus including a digital predistorter and compensator according to embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 7 illustrates an example of a compensation characteristic state of a compensator according to time intervals based on compensation information about gain and phase according to embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 8 illustrates an operational flow of a base station apparatus for applying compensation information to a digital predistorter according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG 9 illustrates an operation flow of a base station device for identifying a distortion section of a downlink section according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 illustrates an operation flow of a base station device for identifying compensation information for a power amplifier in a distortion section according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 illustrates an example of reduction of distortion characteristics according to a compensator according to embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 12 illustrates a functional configuration of a base station device according to embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 13 illustrates a functional configuration of a terminal device according to embodiments of the present disclosure.
  • a method performed by a base station includes a process of acquiring a first output signal of a digital predistortion (DPD), a time division duplex (TDD) configuration ( configuration), identifying a distortion section from the start of the downlink section after the end of the uplink section, identifying compensation information for the power amplifier of the base station in the distortion section, and A process of providing a signal to which the compensation information is applied to an output signal to the power amplifier may be included.
  • DPD digital predistortion
  • TDD time division duplex
  • each block of the process flow chart diagrams and combinations of the flow chart diagrams can be performed by computer program instructions.
  • These computer program instructions may be embodied in a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, so that the instructions executed by the processor of the computer or other programmable data processing equipment are described in the flowchart block(s). It creates means to perform functions.
  • These computer program instructions may also be stored in a computer usable or computer readable memory that can be directed to a computer or other programmable data processing equipment to implement functionality in a particular way, such that the computer usable or computer readable memory
  • the instructions stored in are also capable of producing an article of manufacture containing instruction means that perform the functions described in the flowchart block(s).
  • the computer program instructions can also be loaded on a computer or other programmable data processing equipment, so that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-executed process to generate computer or other programmable data processing equipment. Instructions for performing processing equipment may also provide steps for performing the functions described in the flowchart block(s).
  • each block may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative implementations it is possible for the functions mentioned in the blocks to occur out of order. For example, two blocks shown in succession may in fact be executed substantially concurrently, or the blocks may sometimes be executed in reverse order depending on their function.
  • ' ⁇ unit' used in this embodiment means software or a hardware component such as FPGA or ASIC, and ' ⁇ unit' performs certain roles.
  • ' ⁇ part' is not limited to software or hardware.
  • ' ⁇ bu' may be configured to be in an addressable storage medium and may be configured to reproduce one or more processors. Therefore, as an example, ' ⁇ unit' refers to components such as software components, object-oriented software components, class components, and task components, processes, functions, properties, and procedures. , subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables.
  • components and ' ⁇ units' may be combined into smaller numbers of components and ' ⁇ units' or further separated into additional components and ' ⁇ units'.
  • components and ' ⁇ units' may be implemented to play one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.
  • the present disclosure relates to an apparatus and method for improving the quality of a downlink transmission signal by minimizing performance degradation of a digital pre-distorter (DPD) by applying compensation information in a wireless communication system.
  • DPD digital pre-distorter
  • the present disclosure describes a technique for improving nonlinearity by reducing distortion characteristics due to thermal diffusion in a power amplifier by identifying and applying gain and phase compensation information for a distortion section in a wireless communication system.
  • a term referring to the type of signal e.g., control information, beam information, control signal, data signal, control channel, data channel, synchronization signal, synchronization block, system information
  • network object terms referring to network entities (e.g. repeater devices, base stations, terminals), terms related to time resources (e.g. symbols, slots, subframes, radio frames), terms related to frequency resources (e.g.
  • REs resource elements
  • RB resource block
  • BWP bandwidth part
  • BW bandwidth
  • carrier signal related terms
  • signal related terms eg RS, symbol, information
  • signal processing related terms eg encoding
  • /Decoding channel coding, scrambling, modulation, IFFT/FFT, CP (cyclic prefix) insertion/deletion, terms that refer to components of a device (e.g., communication unit .
  • CDMA code division multiple access
  • FDMA frequency division multiple access
  • TDMA time division multiple access
  • OFDMA orthogonal frequency division multiple access
  • SC-FDMA single carrier frequency division multiple access
  • CDMA may be implemented as a radio technology such as universal terrestrial radio access (UTRA) or CDMA2000.
  • TDMA may be implemented with a radio technology such as global system for mobile communications (GSM), general packet radio service (GPRS), or enhanced data rates for GSM evolution (EDGE).
  • OFDMA may be implemented with a radio technology such as IEEE 802.11 (ie, Wi-Fi), IEEE 802.16 (ie, WiMAX), IEEE 802-20, Evolved UTRA (E-UTRA), and the like.
  • GSM global system for mobile communications
  • GPRS general packet radio service
  • EDGE enhanced data rates for GSM evolution
  • OFDMA may be implemented with a radio technology such as IEEE 802.11 (ie, Wi-Fi), IEEE 802.16 (ie, WiMAX), IEEE 802-20, E
  • the wireless communication system has moved away from providing voice-oriented services in the early days and, for example, 3GPP's HSPA (High Speed Packet Access), LTE (Long Term Evolution or E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), LTE-Advanced (LTE-A), LTE-Pro, 3GPP2's High Rate Packet Data (HRPD), UMB (Ultra Mobile Broadband), and IEEE's 802.16e, a broadband wireless network that provides high-speed, high-quality packet data services. evolving into a communication system.
  • an Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) method is employed in downlink (DL), and SC-FDMA (Single Carrier Frequency Division Multiplexing) in uplink (UL) Access) method is used.
  • Uplink refers to a radio link in which a terminal, user equipment (UE) or mobile station (MS) transmits data or control signals to a base station (eNode B or base station (BS)), and downlink refers to a base station It refers to a radio link that transmits data or control signals to this terminal.
  • downlink may be transmitted via a repeater device between a base station and a terminal.
  • the above multiple access scheme distinguishes data or control information for each user by allocating and operating time-frequency resources to carry data or control information for each user so that they do not overlap each other, that is, so that orthogonality is established. do.
  • Enhanced mobile broadband eMBB
  • massive machine type communication mMTC
  • ultra reliability low latency communication URLLC
  • eMBB aims to provide a data transmission rate that is more improved than that supported by existing LTE, LTE-A or LTE-Pro.
  • an eMBB in a 5G communication system, an eMBB must be able to provide a peak data rate of 20 Gbps in downlink and a peak data rate of 10 Gbps in uplink from the perspective of one base station.
  • the 5G communication system should provide a maximum transmission rate and, at the same time, an increased user perceived data rate of the terminal.
  • improvements in various transmission and reception technologies including a more advanced multi-input multi-output (MIMO) transmission technology are required.
  • MIMO multi-input multi-output
  • the 5G communication system uses a frequency bandwidth wider than 20MHz in a frequency band of 3 to 6GHz or 6GHz or higher to meet the requirements of the 5G communication system. data transfer rate can be satisfied.
  • mMTC is being considered to support application services such as Internet of Things (IoT) in 5G communication systems.
  • IoT Internet of Things
  • mMTC requires access support for large-scale terminals within a cell, improved coverage of terminals, improved battery time, and reduced terminal cost. Since the IoT is attached to various sensors and various devices to provide a communication function, it must be able to support a large number of terminals (eg, 1,000,000 terminals/km 2 ) in a cell.
  • terminals supporting mMTC are likely to be located in shadow areas that are not covered by cells, such as the basement of a building due to the nature of the service, so they require wider coverage than other services provided by the 5G communication system.
  • a terminal supporting mMTC must be configured as a low-cost terminal, and since it is difficult to frequently replace a battery of the terminal, a very long battery life time such as 10 to 15 years is required.
  • URLLC it is a cellular-based wireless communication service used for a specific purpose (mission-critical). For example, remote control of robots or machinery, industrial automation, unmaned aerial vehicles, remote health care, emergency situations. A service used for emergency alert or the like may be considered. Therefore, the communication provided by URLLC must provide very low latency and very high reliability. For example, a service supporting URLLC needs to satisfy an air interface latency of less than 0.5 milliseconds, and at the same time has a requirement of a packet error rate of 10 -5 or less. Therefore, for a service that supports URLLC, a 5G system must provide a smaller transmit time interval (TTI) than other services, and at the same time, a design that allocates wide resources in the frequency band to secure the reliability of the communication link. matter is required
  • TTI transmit time interval
  • the three services of 5G namely eMBB, URLLC, and mMTC, can be multiplexed and transmitted in one system.
  • eMBB enhanced mobile broadband
  • URLLC ultra-reliable and low-latency communications
  • mMTC massive machine type communications
  • different transmission/reception techniques and transmission/reception parameters may be used between services in order to satisfy different requirements of each service.
  • the present disclosure relates to a wireless communication system, and more specifically, to a method for transmitting a downlink signal of a base station.
  • a wireless communication system an uplink signal and a downlink signal are transmitted between a base station and a mobile terminal at different times in the same frequency band as a frequency division duplex (FDD) method in which uplink signals and downlink signals are transmitted through different frequencies.
  • FDD frequency division duplex
  • TDD time division duplex
  • next-generation mobile communication system which is currently being standardized, a dynamic time division duplex communication method (dynamic TDD) is introduced to support various user requirements such as ultra-high speed, ultra-low latency, and hyper-connected services.
  • TDD time division duplex communication method
  • LTE long term evolution
  • an uplink signal and a downlink signal can be changed in a minimum subframe unit (1 ms).
  • the ratio of uplink signals to downlink signals is divided into OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) symbol units (e.g. 35.71 ⁇ s), which are smaller units than subframes. can be changed to
  • OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing
  • the next-generation mobile communication system can change uplink and downlink configurations more flexibly and dynamically.
  • a next-generation mobile communication system can adaptively adjust uplink and downlink symbol ratios according to uplink and downlink traffic ratios per time by applying a dynamic TDD communication scheme.
  • the next-generation mobile communication system can flexibly provide 5G services to various users by immediately changing the configuration of uplink and downlink symbols according to the quality of service (QoS) required by users, such as ultra-high-speed and ultra-low-latency services.
  • QoS quality of service
  • a TDD communication system may perform communication using a plurality of subframes.
  • a TDD communication system may include a configuration in which at least one downlink symbol and at least one uplink symbol are arranged in units of subframes. Also, each configuration may include a guard period (GP) between at least one downlink symbol and at least one uplink symbol.
  • GP guard period
  • a power amplifier may be installed at the final stage of the transmitter of the communication device.
  • power amplifiers have non-linear characteristics, which can distort the output signal. Accordingly, the overall performance of the transmitter may be degraded due to degradation.
  • the communication device may use a digital pre-distorter (DPD).
  • DPD digital pre-distorter
  • the performance of the transmitter can be improved by keeping the magnitude gain and phase gain of the power amplifier constant according to the magnitude of the input signal.
  • a digital predistorter may compare an input signal and an output signal to linearize a power amplifier.
  • the digital predistorter can linearly amplify an input modulation signal by minimizing a distortion component of an output signal through a DPD block.
  • a correction algorithm for extracting distortion components of the power amplifier and forming a DPD block may be applied. In order to perform the correction algorithm, an input signal representing the entire signal and an output signal for the input signal are required.
  • the temperature of each power amplifier element may be different. Temperature changes in these devices can cause additional nonlinear distortion characteristics. A temperature change of the power amplifier device may cause a change in the gain and phase of a downlink signal. In particular, in the case of a certain section after the start of the downlink section where the stabilization section by thermal equilibrium has not been reached, linearization by the predistortion method is not normally applied, and error vector magnitude (EVM) performance may deteriorate.
  • EVM error vector magnitude
  • the present disclosure aims to improve gain and phase distortion characteristics caused by a thermal transition state for a certain period after the start of a downlink period in a power amplifier used in a conventional TDD communication system.
  • Embodiments of the present disclosure can improve the size of an error vector of a signal and ensure communication quality.
  • FIG. 1 illustrates an example of a wireless communication environment according to various embodiments of the present disclosure.
  • a base station 110 and a terminal 120 are illustrated as some of nodes using a radio channel in a wireless communication system.
  • the terminal 120 may also be connected to multiple base stations.
  • base stations may be connected to the terminal 120 through multiple connectivity (eg, dual connectivity (DC)).
  • DC dual connectivity
  • the base station 110 is a network infrastructure that provides wireless access to the terminal 120 .
  • the base station 110 has coverage defined as a certain geographical area based on a distance over which signals can be transmitted.
  • the term 'coverage' used may refer to a service coverage area in the base station 110 .
  • the base station 110 may cover one cell or multiple cells. Here, a plurality of cells may be distinguished by a supported frequency and a covered sector area.
  • the base station 110 includes 'access point (AP)', 'eNodeB (eNB)', '5G node (5th generation node)', '5G node ratio (5G NodeB, NB)', 'gNB (next generation node B)', 'wireless point', 'transmission/reception point (TRP)', 'distributed unit (DU)', 'wireless unit' (radio unit, RU), remote radio head (RRH), or other terms having equivalent technical meaning.
  • the base station 110 may be connected to one or more 'transmission/reception points (TRPs)'.
  • the base station 110 may transmit a downlink signal to the terminal 120 or receive an uplink signal through one or more TRPs.
  • the terminal 120 is a device used by a user and communicates with the base station 110 through a radio channel. In some cases, the terminal 120 may be operated without user involvement. That is, at least one of the terminals 120 is a device that performs machine type communication (MTC) and may not be carried by a user.
  • the terminal 120 includes 'user equipment (UE)', 'mobile station', 'subscriber station', and 'customer premises equipment' (CPE) in addition to the terminal. , 'remote terminal', 'wireless terminal', 'electronic device', or 'vehicle terminal', 'user device' or equivalent technical may be referred to by other terms that have meaning.
  • Various embodiments of the present disclosure disclose methods and apparatus that operate based on the configuration of a TDD communication system. Therefore, a specific method for transmitting uplink and downlink signals in a TDD communication system will be described below.
  • CA Carrier aggregation
  • the UE is connected to a homogeneous radio communication cell group having a common radio resource control entity and simultaneously uses frequency resources on component carriers of each cell located in different frequency bands for signal transmission and reception, thereby enabling the UE 120 to and a technique for increasing frequency use efficiency of the base station 110 .
  • Dual connectivity (DC) technology a type of multiple connectivity, was introduced from 3rd Generation Partnership Project (3GPP) standard Release 12.
  • 3GPP 3rd Generation Partnership Project
  • a terminal is simultaneously connected to two independent heterogeneous or homogeneous wireless communication cell groups having separate radio resource control entities, and component carriers of cells in each cell group located in different frequency bands.
  • the dual connectivity is linked to a master cell group in which a control plane is directly connected to a core network and manages a radio resource control state of a terminal and a master cell group. It is composed of a secondary cell group.
  • the dual connectivity technology and the carrier aggregation technology have been actively studied in terms of academic aspects due to their technical advantages of increasing efficiency in using limited wireless communication resources of a terminal and wireless communication resources of the base station 110 .
  • the 5G mobile communication system is based on a non-stand alone method that operates in conjunction with the 4G core network, and is being used as a core technology in commercial services that support the 5G mobile communication system.
  • a communication node (eg, a terminal, a base station 110, or an entity of a core network) according to various embodiments of the present disclosure may operate in an NR system.
  • communication nodes eg, a terminal, a base station 110, and an entity of a core network
  • LTE Long Term Evolution
  • the frequency band increases (eg, a band of 6 GHz or higher, in particular, a mmWave band)
  • coverage may be limited due to attenuation of the propagation path.
  • the above coverage limitation problem can be solved by densely disposing a plurality of relays (or relay nodes) between the base station 110 and the propagation path of the terminal 130, but accordingly, a backhaul connection between the relays
  • the wireless communication environment may be a wireless environment supporting a TDD system.
  • uplink transmission and downlink transmission may be temporally divided according to a TDD communication method.
  • a resource structure for the TDD communication scheme is described.
  • a TDD frame may include a UL subframe for uplink (UL) transmission and a DL subframe for downlink (DL) transmission.
  • the frame may include a special subframe (SSF) for switching from downlink transmission to uplink transmission.
  • SSF special subframe
  • a combination of a UL subframe, a DL subframe, and a special subframe included in one frame is referred to as a UL/DL configuration.
  • UL/DL configurations represent different combinations of UL subframes, DL subframes, and special subframes in one frame.
  • UL/DL configuration #2 may include 6 DL subframes, 2 UL subframes, and 2 special subframes
  • UL/DL configuration #5 may include 8 DL subframes , 1 UL subframe, and 1 special subframe.
  • the wireless communication environment 100 may support a long term evolution (LTE)-TDD communication system.
  • LTE long term evolution
  • the UL/DL configuration may be operated as shown in Table 1 below. In Table 1 below, D represents a DL subframe, S represents a special subframe, and U represents a UL subframe.
  • neighboring cells may have the same UL/DL configuration.
  • the UL/DL configuration of the base station 110 is set identically.
  • a TDD frame may include a special subframe for the transition.
  • the special subframe may include a downlink pilot time slot (DwPTS), a guard period (GP), and an uplink pilot time slot (UpPTS).
  • DwPTS is a period for downlink resources in a special subframe and can be used for transmission of a physical downlink shared channel (PDSCH).
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • the UpPTS is a section for uplink resources within a special subframe, and may be used for transmission of a sounding reference signal (SRS) or a physical random access channel (PRACH).
  • SRS sounding reference signal
  • PRACH physical random access channel
  • the guard period (GP) is a period in which neither downlink transmission nor uplink transmission occurs, and may be a period required for downlink-uplink switching.
  • a guard period (GP) may be a period located between DwPTS and UpPTS within one special subframe (eg, 1 ms).
  • a combination of DwPTS, guard period, and UpPTS included in one special subframe is referred to as a special subframe configuration (SSF configuration).
  • SSF configuration special subframe configuration
  • Different SSF configurations represent different combinations of the length of DwPTS, the length of guard period, and the length of UpPTS in one frame.
  • UL/DL configuration #5 represents a combination in which DwPTS occupies 3 symbols, guard period occupies 9 symbols, and UpPTS occupies 2 symbols
  • UL/DL configuration #7 represents a combination in which DwPTS occupies 10 symbols.
  • a guard interval may represent a combination of two symbols, and an UpPTS occupying two symbols.
  • the SSF configuration may be operated as shown in Table 2 below.
  • a downlink signal transmitted from a neighboring cell may be introduced after a DwPTS period of another cell due to a propagation delay. Therefore, the length of the guard period (GP) must be allocated so that uplink transmission and downlink transmission in the base station 110 do not interfere with each other. Specifically, as the length of the guard period becomes longer, the length of the DwPTS becomes shorter, or the length of the UpPTS becomes shorter, the period in which both downlink transmission and uplink transmission are not transmitted becomes longer, so it is easier to avoid interference. there is.
  • a communication node (eg, a terminal, a base station 110, an entity of a core network) according to various embodiments of the present disclosure may operate in a NR system.
  • communication nodes eg, a terminal, a base station 110, and an entity of a core network
  • LTE Long Term Evolution
  • the base station 110 and the terminal may use a TDD communication system of NR.
  • the NR TDD communication system can be configured more flexibly than the LTE TDD communication system.
  • the NR TDD communication system defines a DL-UL pattern indicating a relationship between DL time resources for downlink communication and UL time resources for uplink communication.
  • a DL-UL pattern may include a configuration period, a DL time interval, and a UL time interval.
  • a configuration period may refer to a time period in which one DL-UL pattern is applied.
  • the configuration period may be one of 0.5 ms, 0.625 ms, 1 ms, 1.25 ms, 2.5 ms, 3 ms, 4 ms, 5 ms, and 10 m.
  • the DL time interval may be a time resource during which downlink communication continues.
  • the DL time interval may be expressed by the number of slots, the number of slots and symbols, or only the number of symbols.
  • a DL time interval may be located in a beginning part within one configuration period.
  • the UL time interval may be a time resource for which uplink continues.
  • the UL time interval may be expressed by the number of slots, or by the number of slots and symbols, or only by the number of symbols.
  • 5 slots may be defined during a configuration period of 5 ms.
  • the first two slots are downlink slots
  • the last two slots are uplink slots
  • uplink symbols and downlink symbols can coexist.
  • the 14 symbols of the remaining slot the first 5 symbols may be downlink symbols
  • the last 3 symbols among the 14 symbols may be uplink symbols
  • the remaining 6 symbols among the 14 symbols may be flexible symbols.
  • resource structures for a TDD communication system may include a DL time interval and a UL time interval, and a remaining interval between the DL time interval and the UL time interval. Meanwhile, inter-cell interference due to propagation delay may occur due to such time discrimination.
  • the base station 110 may transmit or receive signals according to frames. Base station 110 may transmit or receive signals according to frames.
  • FIG. 2A illustrates a functional configuration of a communication unit of a base station device 110 for signal amplification in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • the wireless communication unit or communication unit includes an encoding and modulation unit 202, a digital beamforming unit 204, a plurality of transmission paths 206-1 to 206-N, and an analog beamforming unit 208.
  • the encoding and modulation unit 202 performs channel encoding.
  • channel encoding at least one of a low density parity check (LDPC) code, a convolution code, and a polar code may be used.
  • LDPC low density parity check
  • the encoding and modulation unit 202 generates modulation symbols by performing constellation mapping.
  • the digital beamformer 204 performs beamforming on digital signals (eg, modulation symbols). To this end, the digital beamformer 204 multiplies modulation symbols by beamforming weights.
  • beamforming weights are used to change the amplitude and phase of a signal, and may be referred to as a 'precoding matrix' or a 'precoder'.
  • the digital beamformer 204 outputs digital beamformed modulation symbols to a plurality of transmission paths 206-1 to 206-N.
  • modulation symbols may be multiplexed or the same modulation symbols may be provided to multiple transmission paths 206-1 to 206-N.
  • each of the plurality of transmission paths 206-1 to 206-N may include an inverse fast fourier transform (IFFT) operator, a cyclic prefix (CP) inserter, a DAC, and an up-converter.
  • the CP insertion unit is for an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) method, and may be excluded when another physical layer method (eg, filter bank multi-carrier (FBMC)) is applied. That is, the plurality of transmission paths 206-1 to 206-N provide independent signal processing processes for a plurality of streams generated through digital beamforming. However, depending on the implementation method, some of the components of the plurality of transmission paths 206-1 to 206-N may be used in common.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the analog beamformer 208 performs beamforming on an analog signal.
  • the digital beamformer 204 multiplies analog signals by beamforming weights.
  • beamforming weights are used to change the magnitude and phase of a signal.
  • the analog beamformer 240 may be configured in various ways according to the connection structure between the plurality of transmission paths 206-1 to 206-N and antennas.
  • each of multiple transmit paths 206-1 through 206-N may be coupled with one antenna array.
  • multiple transmit paths 206-1 through 206-N may be coupled with one antenna array.
  • multiple transmit paths 206-1 through 206-N may be adaptively coupled with one antenna array or coupled with two or more antenna arrays.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • CMOS complementary metal-oxide-semiconductor
  • Si silicon-based PA
  • the RFIC 200 may include a plurality of RF chains 216 and 216-1.
  • the RF signal 212 input to the RFIC 200 may be distributed to each RF chain through a splitter (or combiner or coupler) 214.
  • the distributor 214 can be composed of passive elements or active elements.
  • Each of the plurality of RF chains 216 and 216-1 may include a power amplifier.
  • a transmission signal of the base station 110 or the terminal 120 suffers from severe attenuation because it is transmitted through a radio channel.
  • the transmitter of the base station 110 or the terminal 120 may be configured to include an amplifier for amplifying the transmission signal.
  • a power amplifier may be disposed in each of the plurality of RF chains to amplify a signal transmitted through air. The power amplifier may amplify the applied signal and transmit it to the antenna.
  • the signal passing through the power amplifier is transmitted to an antenna (eg, an antenna element of an array antenna) through a filter and a transmission line.
  • FIG. 2B an exemplary structure of an RFIC to be proposed through embodiments of the present disclosure has been described. Meanwhile, the RFIC structure shown in FIG. 2B is only one embodiment for explaining a transmission process from an RF signal input to an antenna. That is, FIG. 2B is not to be construed as excluding an RFIC having a structure different from that of FIG. 2B while including a power amplifier described later, among embodiments of the present disclosure.
  • an RFIC including a power amplifier may have a path for receiving an uplink and a path for transmitting a downlink.
  • a path for receiving an uplink signal and a path for transmitting a downlink signal may share the same antenna.
  • the performance of the power amplifier affects the overall performance of the RFIC.
  • the power amplifier according to the embodiments of the present disclosure may transmit a downlink signal to which compensation information is applied. Compensation information may be applied to a predistorter to improve nonlinearity of downlink signal transmission generated in a time division communication system (TDD). Application of such compensation information may be made based on the state of the power amplifier.
  • TDD time division communication system
  • a radio resource domain may include a structure of a time-frequency domain.
  • a wireless communication system may include a NR communication system.
  • the horizontal axis represents the time domain and the vertical axis represents the frequency domain.
  • the length of the radio frame 304 is 10 ms.
  • the radio frame 304 may be a time domain interval consisting of 10 subframes.
  • the length of the subframe 303 is 1 ms.
  • a configuration unit in the time domain may be an orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and/or a discrete fourier transform (DFT)-spread-OFDM (DFT-s-OFDM) symbol, and N symb OFDM and/or DFT-s-OFDM symbols.
  • OFDM symbols 301 may be gathered to form one slot 302 .
  • the OFDM symbol may include a symbol for transmitting and receiving a signal using OFDM multiplexing
  • the DFT-s-OFDM symbol may include DFT-s-OFDM or single carrier frequency division (SC-FDMA).
  • multiple access may include a symbol for transmitting and receiving a signal using a multiplexing method.
  • the smallest transmission unit in the frequency domain is a subcarrier, and a carrier bandwidth constituting a resource grid may consist of a total of N sc BW subcarriers 305 .
  • an embodiment related to transmission and reception of a downlink signal is described for convenience of explanation, but this is also applicable to an embodiment related to transmission and reception of an uplink signal.
  • the number of slots 302 constituting one subframe 303 and the length of the slots 302 may vary depending on the subcarrier spacing.
  • This sub-carrier spacing may be referred to as numerology ( ⁇ ). That is, the subcarrier interval, the number of slots included in the subframe, the length of the slot, and the length of the subframe may be variably configured.
  • ⁇ numerology
  • the subcarrier interval, the number of slots included in the subframe, the length of the slot, and the length of the subframe may be variably configured.
  • the subcarrier spacing SCS
  • the subcarrier spacing when the subcarrier spacing (SCS) is 15 kHz, one slot 302 constitutes one subframe 303, and the slot 302 and the subframe 303 The length of each may be 1 ms.
  • the subcarrier interval is 30 kHz
  • two slots may constitute one subframe 303. At this time, the length of the slot is 0.5 ms and the length of the subframe is 1 ms.
  • a subcarrier interval, the number of slots included in a subframe, the length of a slot, and the length of a subframe may be variably applied according to a communication system.
  • the subcarrier interval is 15 kHz, and two slots constitute one subframe.
  • the length of the slot may be 0.5 ms and the length of the subframe may be 1 ms.
  • the subcarrier spacing ( ⁇ ) may be one of 15 kHz, 30 kHz, 60 kHz, 120 kHz, and 240 kHz, and the number of slots included in one subframe according to the subcarrier spacing ( ⁇ ) may be 1, 2, 4, 8, or 16.
  • a basic unit of resources in the time-frequency domain may be a resource element (RE) 306, and the resource element 306 may be represented by an OFDM symbol index and a subcarrier index.
  • a resource block may include a plurality of resource elements.
  • the frequency domain may include common resource blocks (CRBs).
  • a physical resource block (PRB) may be defined in a bandwidth part (BWP) on the frequency domain. CRB and PRB numbers may be determined differently according to the subcarrier interval.
  • an RB may be defined as N symb contiguous OFDM symbols in the time domain and N SC RB contiguous subcarriers in the frequency domain.
  • Scheduling information for downlink data or uplink data in NR and/or LTE systems may be transmitted from the base station 110 to the terminal 120 through downlink control information (DCI).
  • DCI may be defined according to various formats, and each format determines whether the DCI includes scheduling information (eg, UL grant) for uplink data, scheduling information for downlink data (DL resource allocation), ), whether compact DCI having a small size of control information, fall-back DCI, whether spatial multiplexing using multiple antennas is applied, and/or DCI for power control.
  • scheduling information eg, UL grant
  • scheduling information for downlink data DL resource allocation
  • fall-back DCI whether spatial multiplexing using multiple antennas is applied
  • DCI for power control e.g, NR DCI format 1_0 or NR DCI format 1_1 may include scheduling for downlink data.
  • NR DCI format 0_0 or NR DCI form 0_1 may include scheduling for uplink data.
  • FIG. 3 shows an example of a downlink and uplink slot structure in a wireless communication system.
  • FIG. 3 shows the structure of a resource grid of a 3GPP NR system.
  • a slot may include a plurality of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) symbols in the time domain and may include a plurality of resource blocks (RBs) in the frequency domain.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • RBs resource blocks
  • a signal may consist of part or all of a resource grid.
  • the number of OFDM symbols included in one slot may vary according to the length of a cyclic prefix (CP).
  • CP cyclic prefix
  • the modulation method of the generated signal is not limited to a specific value of QAM (Quadrature Amplitude Modulation), and can follow various communication standard modulation methods such as BPSK (Binary Phase-Shift Keying) and QPSK (Quadrature Phase Shift Keying). there is.
  • QAM Quadrature Amplitude Modulation
  • BPSK Binary Phase-Shift Keying
  • QPSK Quadrature Phase Shift Keying
  • higher layer signaling or higher signals are used by the base station 110 to the terminal 120 using the downlink data channel of the physical layer, or from the terminal 120 to the uplink data channel of the physical layer. It may be a signal transmission method transmitted to the base station 110 using.
  • higher layer signaling may include radio resource control (RRC) signaling, signaling according to an F1 interface between a centralized unit (CU) and a distributed unit (DU), or a MAC control element (media access control (MAC) It may include at least one of signal transmission methods transmitted through a control element (MAC CE).
  • RRC radio resource control
  • CU centralized unit
  • DU distributed unit
  • MAC media access control
  • MAC CE media access control
  • higher layer signaling or higher signal may include system information commonly transmitted to a plurality of terminals 120, for example, a system information block (SIB).
  • SIB system information block
  • FIG 4 illustrates a functional configuration of a base station device 110 including a digital pre-distorter (DPD) according to embodiments of the present disclosure.
  • DPD digital pre-distorter
  • the base station 110 may include a DPD 404, a frequency upconverter 405, a power amplifier 407, a frequency downconverter 411, and a correction algorithm unit 413.
  • the base station 110 may include a digital block 415 including a DPD 404 and a correction algorithm section 413 .
  • the DPD operation process of acquiring the input signal 402 and the operation process of the correction algorithm unit 413 performed by obtaining the output signal 409 from the frequency downconverter 411 may be performed in the digital block 415.
  • the digital block may perform an operation under digital like the input signal 402.
  • the input signal 402 is a downlink signal and may include at least one of a physical downlink shared channel (PDCCH), a physical downlink shared channel (PDSCH), a demodulation reference signal (DMRS), and a channel state information-reference signal (CSI-RS).
  • a physical downlink shared channel (PDCCH)
  • PDSCH physical downlink shared channel
  • DMRS demodulation reference signal
  • CSI-RS channel state information-reference signal
  • a technique for removing nonlinearity of active elements used in power amplifiers may include predistortion.
  • the predistortion method using the DPD 404 can have better linearity improvement performance than the analog predistortion method because the signal generated through the distortion cancellation loop is a baseband digital signal.
  • DPD 404 may compare an input signal and an output signal to linearize the signal sent to the power amplifier.
  • the DPD 404 may perform signal processing so that the input modulated signal can be linearly amplified and output by minimizing distortion components of the output signal.
  • TDD time division duplex
  • an input signal that is a downlink signal may be pre-distorted in the DPD 404 after undergoing digital baseband processing.
  • the pre-distorted downlink signal may be transmitted to the power amplifier as a radio frequency (RF) signal through the frequency upconverter 405 .
  • RF radio frequency
  • the pre-distorted RF band signal may be output as an output signal having a linear gain by canceling the non-linear characteristic of the power amplifier.
  • the DPD 404 may perform a correction algorithm unit 413 by extracting a distortion component of the output signal that has passed through the power amplifier.
  • an additional circuit may be configured for adaptive control based on a signal error.
  • the additional circuit may include a digital signal processor (DSP) for controlling digital predistortion and a look-up table (LUT) for pre-calculating and loading digital distortion signal values.
  • DSP digital signal processor
  • LUT look-up table
  • the DPD 404 may pre-distort a signal input to the power amplifier in order to remove nonlinearity of the signal output from the power amplifier.
  • the DPD 404 can perform pre-distortion with the nonlinear inverse characteristic of the input signal only when the nonlinear output characteristics of the power amplifier are known. Accordingly, the DPD 404 needs to know the characteristics of the power amplifier (eg, the characteristics of the output signal 409).
  • the input signal may be input to the DPD 404 as a digital signal. Signal correction by the correction algorithm unit 413 in the DPD 404 may be performed on the input signal input to the DPD 404 .
  • the input signal on which the correction algorithm is performed is a pre-distorted signal to remove nonlinearity, and may be converted into an RF signal through the up converter 405 and transmitted to the power amplifier.
  • a nonlinear inverse characteristic of an input signal transmitted to the power amplifier may be transmitted as an output signal after being offset with a distortion characteristic of the power amplifier.
  • the configuration and signal distortion method of the DPD 404 are as described above. However, in the TDD system, despite signal linearization of the DPD 404, distortion characteristics may occur in a certain section of the downlink signal section due to deterioration of the power amplifier. Hereinafter, regarding distortion characteristics due to deterioration of the power amplifier are described in detail.
  • 5a and 5b illustrate an example of a downlink transmission interval state when a compensator is not included according to embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 5A an example of a power amplifier including the DPD 404 shown in FIG. 4 and a state of a downlink transmission period related to signal characteristics thereof is shown.
  • the reference to the time axis of the downlink transmission period shown in FIG. 5A can be understood as a plurality of symbols or slots under the TDD system.
  • the downlink input signal 505 input to the power amplifier may be a previously distorted signal on which the correction algorithm of the DPD 404 as described in FIG. 4 is performed.
  • characteristic states according to an input signal input to the power amplifier may not change along the time axis. However, this is an ideal state according to an input signal, and characteristic states may change according to deterioration characteristics of an actual power amplifier.
  • an input signal may be transmitted to the power amplifier in a downlink period 503 in a TDD system.
  • the temperature of the power amplifier element may change.
  • heat diffusion may occur from a printed circuit board (PCB) in a power amplifier to an enclosure of a radio unit (RU). Due to thermal diffusion, the temperature of the junction of the power amplifier transistor may change.
  • Thermal diffusion may cause a temperature change from a start point to a certain point in the transmission period of the downlink signal.
  • a period from the start of the transmission period of the downlink signal to a certain point in time may be referred to as a first period (eg, thermal spreading period) 507 .
  • a temperature change of the power amplifier device may cause nonlinear distortion characteristics.
  • the temperature of the power amplifier may reach thermal equilibrium.
  • the thermal equilibrium state refers to a state in which no heat flow occurs when two or more physical systems are connected in a heat transmission path. Since there is no heat flow in both systems, it may mean a state in which there is no change in temperature.
  • thermal equilibrium where the temperature within such a system is spatially and temporally constant, no transfer of energy is allowed, and the system can be judged to be stable.
  • the device when in thermal equilibrium, the device can be judged to be stable.
  • a section having the time point at which the thermal equilibrium state is reached as a start time point may be referred to as a second section (eg, a thermal equilibrium section) 509 .
  • the gain and phase of the input signal may change in the first period 507. Specifically, in the first period 507, the gain of the input signal may decrease below a desired value due to deterioration of the power amplifier. In addition, the phase of the input signal in the first period 507 may increase more than a desired value due to deterioration of the power amplifier.
  • the states of the gain and phase characteristics reach a thermal equilibrium state within the second interval 509, so they may not change, that is, they may be stabilized.
  • degradation characteristics of the power amplifier may occur in the first section of the downlink signal section, that is, in the first section 507, which is the linearity of the output signal EVM (error vector magnitude). may cause deterioration.
  • EVM is a measurement value used to compare the quality of a transmission signal in a wireless communication system.
  • EVM can be referred to as a measure of the modulation quality of a modulated signal within a certain spectrum band in a digital communication system.
  • EVM is one of the indicators of the reception performance of a digital signal, and is an indicator of how far it is from the original signal vector.
  • the relationship between the SNR value and the EVM value, which is another communication quality indicator, can be defined as follows.
  • Equation 1 EVM represents the error vector size, and SNR represents the signal-to-noise ratio.
  • Carrier leakage, phase noise, noise, etc. of the communication signal can indicate a high EVM measurement value.
  • a high EVM measurement value may mean communication quality deterioration.
  • a low EVM measurement value may appear.
  • the system of the components may be determined to be unstable.
  • An unstable system of devices can cause non-linear distortion characteristics of the signal.
  • Nonlinear distortion characteristics of signals may cause signal quality deterioration such as noise and noise.
  • signal quality deterioration may soon appear as a high EVM value.
  • distortion characteristics of the power amplifier must be prevented when transmitting the signal.
  • a downlink transmission period 503 of an input signal 505 may be a period in which the downlink signal is transmitted to the power amplifier 407 via the DPD 404.
  • degradation may occur, and thus distortion characteristics may occur in a downlink transmission section of an output signal.
  • the downlink signal may have an irregular distortion characteristic 508 in a certain period 507 of the downlink transmission period. Distortion characteristic 508 can cause non-linearity of the signal and high EVM values.
  • one embodiment of the present disclosure proposes a method of identifying compensation information based on a state change over time of a power amplifier.
  • One embodiment of the present disclosure proposes a method of applying the identified compensation information to a compensator. If the signal to which compensation information is applied by the compensator is used, nonlinearity can be improved, and furthermore, non-distortion characteristics of the signal by the power amplifier can be improved.
  • a method of identifying and applying compensation information according to the state of a power amplifier device will be described in detail.
  • FIGS. 6A to 10 problems between a conventional power amplifier and a thermal equilibrium point and characteristics to be improved through embodiments of the present disclosure are described through FIGS. 6A to 10 .
  • FIG. 6A shows a functional configuration of a base station apparatus 110 including a specific configuration of a digital predistorter according to embodiments of the present disclosure.
  • an input signal that has gone through a digital baseband process may be input to the DPD 602 .
  • the input signal is a downlink signal and may include at least one of a physical downlink shared channel (PDCCH), a physical downlink shared channel (PDSCH), a demodulation reference signal (DMRS), and a channel state information-reference signal (CSI-RS).
  • the input signal input to the DPD 602 is based on the DSP 606 for controlling the digital predistortion and the LUT (look-up table) 604 that pre-calculates and loads the digital distortion signal value, thereby distorting characteristics of the power amplifier. may be distorted in advance according to the inverse characteristics of The DPD block 603 of FIG.
  • DPD 602 includes a DPD 602, a LUT 604, a DSP 606, an analog-to-digital converter (ADC) 608, a frequency upconverter 610, and an attenuator 612.
  • ADC analog-to-digital converter
  • the DPD block 603 described below is not limited thereto, and may be separately referred to as a digital signal processing unit including a DPD 602, a LUT 604, and a DSP 606 as a digital DPD block.
  • An input signal input to the DPD 602 may be modulated into an analog signal through a digital-to-analog converter (DAC) 609 .
  • the input signal modulated into an analog signal may be modulated through the frequency upconverter 609 and input to the power amplifier 611 .
  • An input signal input to the power amplifier may be amplified and output to and transmitted to the antenna 623 through the isolator 621 and a bandpass filter (BPF) 613 according to TDD synchronization.
  • BPF bandpass filter
  • a distortion cancellation loop can be configured to generate the digital predistortion signal.
  • An output signal output from the power amplifier may be demodulated into a digital signal through an attenuator 612, a frequency downconverter 610, and an ADC 608.
  • the DSP 606 and LUT 604 Based on the output signal demodulated into a digital signal, the DSP 606 and LUT 604 identify the distortion characteristics of the downlink signal and apply the inverse characteristics based on the distortion characteristics to the DPD 602 to perform a correction algorithm to improve linearity.
  • distortion characteristics may further occur in a certain section of the downlink transmission section due to deterioration of the power amplifier during the process of improving the linearity of the downlink signal described above.
  • a method for improving this through the compensator 620 will be described. .
  • FIG. 6B illustrates a functional configuration of a base station apparatus 110 that includes a digital predistorter and compensator 620 according to embodiments of the present disclosure.
  • a method for improving output signal quality of a base station transmission system by minimizing performance degradation of a digital predistortion system due to a change in characteristics of a power amplifier in a TDD system is disclosed.
  • the performance of the DPD 404 may be improved by compensating for a characteristic change of the power amplifier through the gain and phase compensator 620 .
  • the compensator 620 can improve the quality of the output signal of the base station transmission system to improve components of adjacent band unwanted waves and minimize self-signal distortion.
  • the base station 110 may further include a phase compensator 620 .
  • a gain and phase compensator 620 may be further configured following the DPD 404 .
  • the compensator 620 is expressed as a compensator 620 for compensating gain and phase, but embodiments of the present disclosure are not limited thereto.
  • compensator 620 may be configured to compensate for the gain.
  • compensator 620 may be configured to compensate for phase.
  • the DPD 404 and the compensator 620 may be included in the digital block 415 as a unit for processing a digital signal.
  • the compensator 620 is illustrated as being implemented in the digital block 415 in FIG. 6B, this is only one implementation method, and may be implemented separately from the digital block 415, of course.
  • the compensator 620 may apply compensation information identified based on the output signal output from the power amplifier to the signal output from the DPD 404 .
  • Compensation information applied by the compensator 620 may be adaptively adjusted based on the state of the power amplifier. Compensation information is not limited thereto and may be configured in advance. Compensation information can be identified based on the gain and phase information of the output signal. Compensation information is not limited thereto, and may be identified based on at least one of gain or phase.
  • the present disclosure relates to a compensator 620 that removes distortion characteristics due to temperature degradation of a power amplifier under a TDD system. Compensation information applied by the compensator 620 is a time unit (eg, symbol) , slots, etc.).
  • a signal to which compensation information is applied by the compensator 620 may be modulated into an analog signal and input to the power amplifier 407 .
  • this distortion can be offset with the signal adjusted by the compensation information.
  • Linearity of the DPD 404 is improved through the signal whose distortion characteristics are canceled, and a low EVM value can be obtained, and thus improved signal quality can be obtained.
  • FIG. 7 illustrates an example of a compensation characteristic state of the compensator 620 according to a time interval based on compensation information about gain and phase according to embodiments of the present disclosure.
  • the downlink input signal 705 input to the amplifier may be a previously distorted signal on which the correction algorithm of the DPD 404 as described in FIG. 4 is performed.
  • characteristic states according to an input signal input to the power amplifier may not change along the time axis. However, this is an ideal state according to an input signal, and characteristic states may change according to deterioration characteristics of an actual power amplifier.
  • the first section 707 is a thermal diffusion section, and may be a section in which the temperature of the power amplifier increases as a signal is input.
  • the first period 707 may be a period in which the gain of the input signal decreases.
  • the first period 707 may be a period in which the phase of the input signal increases.
  • the first period 707 in which the gain and phase are distorted by thermal spreading may have a length of at least one symbol or longer, starting at the time when downlink transmission starts in the TDD system. After a lapse of a predetermined time, a second period 709 reaching a thermal equilibrium state in which the temperature of the power amplifier is stabilized may begin.
  • the second period 709 may be a period in which the temperature of the power amplifier, the gain of the input signal, and the phase of the input signal do not change.
  • the second period 709 may start after a length of at least one symbol or more passes after downlink transmission starts in a TDD system.
  • the compensator 620 may have a characteristic opposite to a gain change or a phase change of the power amplifier based on a time axis.
  • the compensator 620 may increase the gain or decrease the phase in the first section (eg, thermal diffusion section) 707 .
  • the compensation information may have a gain characteristic 704 that increases along the time axis.
  • the compensation information may have a phase characteristic 706 that decreases along the time axis. Accordingly, the linearization performance of the DPD 404 may be improved by compensating for at least one characteristic of the gain or phase due to performance deterioration under the TDD system of the power amplifier.
  • a gain or phase compensation value applied to the compensator 620 according to the first section 707 may be identified based on a characteristic value of the gain or phase distorted due to degradation of the power amplifier.
  • the compensation value applied to the compensator 620 may be identified by compensation information identified based on a characteristic value distorted by degradation of the power amplifier. Compensation information including the identified compensation value may be subsequently applied to a signal output from DPD 404 .
  • An output signal to which compensation information is applied may be transmitted to a power amplifier, and a signal having a desired quality may be output by offsetting distortion characteristics due to deterioration of the power amplifier.
  • compensation information when the compensation information is identified, it can be applied to the compensator 620 to a certain defined value.
  • compensation information may be adaptively updated based on at least one of a state of a power amplifier, a change in temperature, a change in gain, or a change in phase.
  • Compensation information is based on at least one of the amount of change in gain, the amount of change in phase, the period leading to the second period (eg, thermal equilibrium period) 709, or the state of the power amplifier (eg, temperature or thermal expansion coefficient of the power amplifier, etc.) can be identified.
  • compensation information may be identified in terms of time along the first interval 707, under a TDD system.
  • the time when it is determined that the change in at least one of the temperature, gain, or phase of the power amplifier is equal to or less than a specific threshold is identified as the end of the first period 707 (ie, the time of the second period 709).
  • the compensation information can be identified in relation to the first section 707. This is because a section required to improve the distortion characteristics of the signal is a distortion section of the first section 707, and thus identification of compensation information for the second section 709 is unnecessary waste.
  • the compensator 620 may apply a compensation value to the downlink signal output from the DPD 404 using compensation information based on distortion characteristics of the power amplifier.
  • FIG. 8 illustrates an operational flow of base station apparatus 110 for applying compensation information to a digital predistorter according to an embodiment of the present disclosure.
  • base station 110 may obtain an output signal of DPD 404 .
  • the output signal of the DPD 404 is a physical downlink shared channel (PDCCH), physical downlink shared channel (PDSCH), demodulation reference signal (DMRS), and channel state information-reference signal (CSI-RS) as downlink signals. may include at least one of them.
  • the output signal of the DPD 404 is a digital signal processor (DSP) 606 for controlling digital predistortion and a look-up table (LUT) 604 for pre-calculating and loading digital distortion signal values. ), it may be a pre-distorted signal according to the inverse characteristic of the distortion characteristic of the power amplifier.
  • DSP digital signal processor
  • LUT look-up table
  • the output signal of DPD 404 may be an analog signal modulated by DAC and frequency upconverter 405 .
  • the output signal of the DPD 404 may be expressed as having a continuous value (eg, a power amplifier temperature value, a gain or phase of a signal, etc.) in units of symbols or slots based on the time axis under the TDD system. there is.
  • the base station 110 may identify a distortion section of the downlink section.
  • the distortion period may be a distortion period indicating a distorted characteristic from the start of the downlink period after the uplink period ends in the TDD configuration.
  • An uplink section or a downlink section in FIG. 8 means a section according to a time division duplex (TDD) configuration.
  • the temperature of the power amplifier may increase in the first section (eg, thermal diffusion section) 707 until the power amplifier reaches a thermal equilibrium state.
  • the gain value of the signal may decrease.
  • the phase value of the signal may increase.
  • a first section 707 in which at least one of the temperature of the power amplifier and the gain or phase of a signal changes may be identified as a distortion section.
  • a second period (eg, thermal equilibrium period) 709 in which the temperature of the power amplifier no longer increases after a certain period of time has elapsed is identified, the start point of the second period 709 is identified as the end of the distortion period. can do.
  • Distortion intervals can be identified based on the state of the power amplifier (eg, the temperature or thermal expansion coefficient of the power amplifier, etc.) or the duration of reaching thermal equilibrium.
  • the distortion section is a section to which compensation information should be applied to the compensator 620, and identifying a section in which the power amplifier distortion characteristic improvement is unnecessary as a distortion section may cause unnecessary waste.
  • the distortion section may have a length of at least one symbol or more, but is not limited thereto.
  • the distortion section may be a section having a characteristic (eg, a temperature of a power amplifier, a gain or phase of a signal) that changes with time based on a time axis of a TDD system.
  • the base station 110 may identify compensation information for the power amplifier in the distortion period.
  • Compensation information refers to compensation information for attenuating distortion characteristics of a power amplifier generated in a distortion section.
  • the compensation value of the gain or phase applied to the compensator 620 in the distortion period can be identified by the compensation information identified based on the characteristic value distorted by the deterioration of the power amplifier.
  • the compensation information may include a change in gain, a change in phase, a period leading to the second section (eg, thermal equilibrium section) 709, or a state of the power amplifier (eg, temperature or thermal expansion coefficient of the power amplifier, etc.) ) It can be identified based on at least one of.
  • the compensation information may be identified in relation to unit time according to the distortion section under the TDD system.
  • base station 110 may apply the identified compensation information to the output signal of DPD 404.
  • the compensator 620 may apply a compensation value to the downlink signal output from the DPD 404 using compensation information based on distortion characteristics of the power amplifier.
  • the compensation information can be applied to the compensator 620 to a subsequent downlink signal with a certain defined value.
  • compensation information is adaptively provided based on at least one of a state of a power amplifier, a change in temperature, a change in signal gain, or a change in signal phase. can be updated
  • a period in which at least one of a temperature of a power amplifier and a gain or phase of a signal changes may be identified as a distortion period.
  • the second period (eg, thermal equilibrium period) 709 in which the temperature of the power amplifier does not increase any more after a certain period of time has elapsed is identified, the start point of the above period can be identified as the end of the distortion period.
  • Distortion intervals can be identified based on the state of the power amplifier (eg, the temperature or thermal expansion coefficient of the power amplifier, etc.) or the duration of reaching thermal equilibrium.
  • the distortion section is a section to which compensation information should be applied to the compensator 620, and identifying a section in which the power amplifier distortion characteristic improvement is unnecessary as a distortion section may cause unnecessary waste.
  • the distortion section may have a length of at least one symbol or more, but is not limited thereto.
  • the distortion section may be a section having a characteristic (eg, a temperature of a power amplifier, a gain or phase of a signal) that changes with time based on a time axis of a TDD system.
  • the base station 110 may detect the temperature and temperature change of the power amplifier.
  • a change in temperature of the power amplifier may mean a change in value according to a unit of time in a TDD system.
  • the detection of temperature and temperature change is disclosed in FIG. 9 , but is not limited thereto, and a distortion section may be identified by detecting a gain and a change in gain of a signal or a change in phase and phase of a signal.
  • the base station 110 may compare the change amount of the temperature of the power amplifier with a threshold value to identify whether it is less than or equal to the threshold value.
  • the base station 110 may identify the downlink transmission start time as the temperature and the temperature change detection start time when there is a change in temperature according to the distortion characteristic of the power amplifier at the downlink transmission start time.
  • the base station 110 may identify a change in temperature of a power amplifier at the start of downlink as a start point of temperature change detection when the amount of change in the temperature of the power amplifier is greater than or equal to a predetermined value.
  • the threshold value may be a specific value defined in advance, but is not limited thereto.
  • the threshold value may be adaptively defined by a state of a power amplifier, distortion characteristics of a signal, or an external factor.
  • the threshold value may be a temperature change amount when the power amplifier reaches a thermal equilibrium state.
  • the base station 110 needs to identify a section in which the power amplifier is in a thermal diffusion state in order to identify a distortion section. That is, the distortion period may mean a period from the start of downlink transmission to the time when the power amplifier reaches thermal equilibrium. In order to determine whether the power amplifier has reached thermal equilibrium, the amount of temperature change of the power amplifier can be compared.
  • the thermal equilibrium state of the power amplifier may mean a state in which the temperature of the power amplifier no longer changes. According to an embodiment, when the temperature change amount of the power amplifier is identified as less than or equal to a specific threshold value, it may be identified that a thermal equilibrium state has been reached. According to one embodiment, a threshold value for comparing the amount of temperature change of the power amplifier may be predefined.
  • step 930 if the sensed thermal variation of the power amplifier is identified as less than or equal to a threshold value, step 930 is performed. According to various embodiments, if the detected thermal variation of the power amplifier is identified as exceeding a threshold value, the power amplifier is identified as still in the thermal diffusion region and returns to step 910.
  • the base station 110 may identify, as a distortion period, a period from the start of the downlink transmission period to the time when the change in power amplifier temperature is less than or equal to the threshold under the TDD system.
  • a second period eg, a thermal equilibrium period 709 in which the temperature of the power amplifier no longer increases
  • the thermal equilibrium period The start time of can be identified as the end of the distortion section. Distortion intervals can be identified based on the state of the power amplifier (eg, the temperature or thermal expansion coefficient of the power amplifier, etc.) or the duration of reaching thermal equilibrium.
  • the distortion section is a section to which compensation information should be applied to the compensator 620, and identifying a section in which the power amplifier distortion characteristic improvement is unnecessary as a distortion section may cause unnecessary waste.
  • the distortion section may have a length of at least one symbol or more, but is not limited thereto.
  • the distortion section may be a section having a characteristic (eg, a temperature of a power amplifier, a gain or phase of a signal) that changes with time based on a time axis of a TDD system. As described above, compensation information for attenuating distortion characteristics of the power amplifier may be identified based on the identified distortion section.
  • FIG. 10 illustrates an operation flow of the base station apparatus 110 for identifying compensation information for a power amplifier in a distortion period according to an embodiment of the present disclosure.
  • the base station 110 may identify compensation information for attenuating the distortion characteristics of the power amplifier generated in the distortion section.
  • a gain or phase compensation value applied to the compensator 620 in the distortion period may be identified by compensation information identified based on a characteristic value distorted by deterioration of the power amplifier.
  • the compensation information may include a change in gain, a change in phase, a period leading to the second section (eg, thermal equilibrium section) 709, or a state of the power amplifier (eg, temperature or thermal expansion coefficient of the power amplifier, etc.) ) It can be identified based on at least one of.
  • the compensation information may be identified in relation to unit time according to the distortion section under the TDD system.
  • the base station 110 may identify a change in gain or phase per unit time within the identified distortion section.
  • a gain or phase distortion characteristic per unit time may occur due to deterioration of the power amplifier. Under the TDD system, this may mean a change in gain or phase per unit symbol or slot.
  • Various embodiments of the present disclosure identify the amount of change in gain or phase due to deterioration of the power amplifier, but are not limited thereto and may also identify the amount of change in other parameters due to temperature change of the power amplifier.
  • the base station 110 may identify compensation information based on the amount of change in at least one of the identified gain or phase per unit time.
  • the identified compensation information may be information having a value opposite to a change amount of at least one of a gain or a phase per unit time. This is because the compensation information is applied to the signal output from the DPD 404 to cancel distortion characteristics (eg, change in gain or phase) that will occur due to deterioration of the power amplifier later.
  • compensation information may be identified based on a time (eg, symbol or slot) corresponding to a change in at least one of a gain or a phase per unit time.
  • the compensation information may include a compensation value identified in correspondence with a symbol or slot in which at least one of gain or phase changes.
  • Various embodiments of the present disclosure identify compensation information for a change in gain or phase due to deterioration of the power amplifier, but are not limited thereto and may also identify a change in other parameters due to a change in temperature of the power amplifier.
  • base station 110 may apply the identified compensation information to a signal output from DPD 404.
  • the identified compensation information may include compensation values for compensating for a change amount of at least one of a gain or a phase due to deterioration of the power amplifier.
  • the compensator 620 may apply a compensation value to a downlink signal output from the DPD 404 using compensation information based on distortion characteristics of the power amplifier. According to various embodiments of the present disclosure, once the compensation information is identified, it can be applied to the compensator 620 to a subsequent downlink signal with a certain defined value.
  • compensation information is adaptively provided based on at least one of a state of a power amplifier, a change in temperature, a change in signal gain, or a change in signal phase. can be updated
  • an operation flow of the base station 110 including the compensator 620 for offsetting distortion characteristics due to deterioration of the power amplifier is illustrated.
  • this is not limited to the base station 110, and the flow of the same compensator 620 and operation may be applied to the uplink signal transmission of the terminal 120.
  • FIG. 11 illustrates an example of reduction of distortion characteristics according to compensator 620 according to embodiments of the present disclosure. Specifically, FIG. 11 shows the degradation of the output spectral linearity of the power amplifier.
  • a spectrum 1100 for the entire downlink signal transmission period in the frequency domain is shown.
  • spurious components may be generated in sections of the necessary band 1120, the first unnecessary band 1110, and the second unnecessary band 1130.
  • the spurious component occurring in the required band 1120 overlaps with the transmitted downlink signal component, making it difficult to visually measure, whereas the spurious component occurring in the first unwanted band 1110 or the second unwanted band 1130 (1101) can be measured as a visible performance degradation.
  • the spurious component 1101 generated in the first unwanted band 1110 or the second unwanted band 1130 may be included in unwanted emission along with out-of-band emission.
  • performance of a power amplifier may be deteriorated according to transmission of a downlink signal.
  • the quality of the downlink signal may deteriorate, and the degradation of the signal quality may appear as a result 1101 of generating a spurious component on the spectrum.
  • the base station 110 may improve the performance of a power amplifier by applying compensation information to a downlink signal based on compensation information regarding gain or phase.
  • the quality of the downlink signal may be improved, and the improvement of the signal quality may appear as a result of removing spurious components on the spectrum (1103).
  • the downlink signal obtained by attenuating distortion characteristics due to performance deterioration of the power amplifier by applying the gain or phase compensator 620 has a first unnecessary band 1110 or a second unnecessary band 1130. ) may appear as a result 1103 in which the spurious component is removed.
  • FIG. 12 illustrates a functional configuration of a base station device 110 in a wireless communication system according to various embodiments of the present disclosure.
  • Terms such as '... unit' and '... unit' used below refer to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software. there is.
  • a base station 110 includes a communication unit 1201, a backhaul communication unit 1203, a storage unit 1205, and a control unit 1207.
  • the communication unit 1201 performs functions for transmitting and receiving signals through a wireless channel. For example, the communication unit 1201 performs a conversion function between a baseband signal and a bit string according to the physical layer standard of the system. For example, when transmitting data, the communication unit 1201 generates complex symbols by encoding and modulating a transmission bit stream. In addition, when receiving data, the communication unit 1201 restores a received bit stream by demodulating and decoding a baseband signal.
  • the communication unit 1201 may be configured to perform at least one of the operations of the transmitter and the operations of the receiver described with reference to FIGS. 1 to 10 . According to an embodiment, the communication unit 1201 may be configured to receive an uplink signal from the terminal 120.
  • the communication unit 1201 up-converts the baseband signal into a radio frequency (RF) band signal, transmits the signal through an antenna, and down-converts the RF band signal received through the antenna into a baseband signal.
  • the communication unit 1201 may include a transmit filter, a receive filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a digital to analog converter (DAC), an analog to digital converter (ADC), and the like.
  • the communication unit 1201 may include a plurality of transmission/reception paths.
  • the communication unit 1201 may include at least one antenna array composed of a plurality of antenna elements.
  • the communication unit 1201 may be composed of a digital unit and an analog unit, and the analog unit is divided into a plurality of sub-units according to operating power, operating frequency, and the like. can be configured.
  • the communication unit 1201 may include a unit that forms a beam, that is, a beamforming unit.
  • the communication unit 1201 may include a massive MIMO unit (MMU) for beamforming.
  • MMU massive MIMO unit
  • the communication unit 1201 may transmit and receive signals.
  • the communication unit 1201 may include at least one transceiver.
  • the communication unit 1201 may transmit a synchronization signal, a reference signal, system information, a message, control information, or data.
  • the communication unit 1201 may perform beamforming.
  • the communication unit 1201 may apply beamforming weights to signals to be transmitted/received in order to give direction according to the setting of the control unit 1207 .
  • the communication unit 1201 may generate a baseband signal according to a scheduling result and a transmission power calculation result.
  • the RF unit in the communication unit 1201 may transmit the generated signal through an antenna.
  • the communication unit 1201 transmits and receives signals as described above. Accordingly, all or part of the communication unit 1201 may be referred to as a 'transmitter', 'receiver', or 'transceiver'. Also, in the following description, transmission and reception performed through a radio channel are used in the meaning including processing as described above by the communication unit 1201 being performed.
  • the backhaul communication unit 1203 provides an interface for communicating with other nodes in the network. That is, the backhaul communication unit 1203 converts a bit string transmitted from the base station 110 to another node, for example, another access node, another base station, an upper node, a core network, etc., into a physical signal, and converts the bit string received from the other node Converts a physical signal into a bit string.
  • another node for example, another access node, another base station, an upper node, a core network, etc.
  • the storage unit 1205 stores data such as a basic program for operation of the base station 110, an application program, and setting information.
  • the storage unit 1205 may include a memory.
  • the storage unit 1205 may include volatile memory, non-volatile memory, or a combination of volatile and non-volatile memories. And, the storage unit 1205 provides the stored data according to the request of the control unit 1207.
  • the controller 1207 controls overall operations of the base station 110 .
  • the control unit 1207 transmits and receives signals through the communication unit 1201 or the backhaul communication unit 1203 .
  • the control unit 1207 writes and reads data in the storage unit 1205.
  • the control unit 1207 may perform protocol stack functions required by communication standards.
  • the controller 1207 may include at least one processor.
  • the control unit 1207 may control the base station 110 to perform operations according to various embodiments described above.
  • the control unit 1207 may estimate an uplink channel.
  • the control unit 1207 obtains the first output signal of the DPD 404, and after the uplink period ends in a time division duplex (TDD) configuration, the downlink period A distortion section is identified from the start of , compensation information for the power amplifier of the base station 110 is identified in the distortion section, and the compensation information is applied to the second output signal of the DPD 404. It may be configured to provide a signal to the power amplifier.
  • TDD time division duplex
  • the control unit 1207 detects the temperature and temperature change amount of the power amplifier in order to identify a distortion section from the start of the downlink section, and the detected temperature change amount Identify whether the detected temperature change is less than or equal to the threshold, and if the detected temperature change is less than or equal to the threshold, identify a section from the start of the downlink section to a time when the temperature change reaches the threshold as the distortion section.
  • control unit 1207 may, in order to identify compensation information for the power amplifier of the base station 110 in the distortion period, at least one of the gain or phase per unit time within the distortion period. It may be further configured to identify one amount of change, identify the compensation information based on the amount of change in at least one of the gain or phase per unit time, and provide the identified compensation information to the DPD (404).
  • the compensation information is identified based on at least one of state information of the power amplifier, a gain change amount of the output signal, or a phase change amount of the output signal, and the state information of the power amplifier is the power amplifier. It may be related to at least one of temperature information and thermal expansion coefficient information of the amplifier.
  • control unit 1207 stores the compensation information in the compensator 620 of the base station 110, and in the distortion section, the controller 1207 for the power amplifier of the base station 110 It may be further configured to identify other reward information, and to update the identified other reward information in the reward information.
  • the compensation information may be previously defined in the compensator 620 of the base station 110 .
  • control unit 1207 may be further configured to detect a temperature change amount of the power amplifier, and to identify the threshold value based on the detected temperature change amount.
  • the threshold value may be previously defined in the controller 1207 of the base station 110 .
  • the distortion section may be formed in units of at least one of symbols and slots in a TDD configuration.
  • the unit time may be at least one of a symbol or a slot in a TDD configuration.
  • the configuration of the base station 110 shown in FIG. 12 is only an example of the base station 110, and an example of a base station performing various embodiments of the present disclosure is not limited from the configuration shown in FIG. That is, according to various embodiments, some configurations may be added, deleted, or changed.
  • the base station 110 is described as one entity in FIG. 12, as described above, the present disclosure is not limited thereto.
  • the base station 110 may be implemented to form an access network having a distributed deployment as well as an integrated deployment (eg, an eNB of LTE).
  • the base station is divided into a central unit (CU) and a digital unit (DU), and the CU is an upper layer function (eg, PDCP (packet data unit)
  • PDCP packet data unit
  • RRC convergence protocol
  • DU may be implemented to perform lower layers (eg, medium access control (MAC), physical (PHY)).
  • MAC medium access control
  • PHY physical
  • a base station having a separate arrangement may further include a configuration for fronthaul interface communication.
  • a base station as a DU, may perform functions for transmitting and receiving signals in a wired communication environment.
  • a DU may include a wired interface for controlling a direct connection between devices through a transmission medium (eg, copper wire, optical fiber).
  • the DU may transmit an electrical signal to another device through a copper wire or perform conversion between an electrical signal and an optical signal.
  • DUs can be connected to CUs in a decentralized deployment. However, this description is not to be construed as excluding a scenario in which a DU is connected to a CU through a wireless network.
  • the DU may be additionally connected to a radio unit (RU). However, this description is not to be construed as excluding a wireless environment composed of only CUs and DUs.
  • RU radio unit
  • FIG. 13 illustrates a functional configuration of a terminal device 120 according to embodiments of the present disclosure.
  • Terms such as '... unit' and '... unit' used below refer to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software. there is.
  • a terminal 120 includes a communication unit 1301, a storage unit 1303, and a control unit 1305.
  • the communication unit 1301 performs functions for transmitting and receiving signals through a wireless channel. For example, the communication unit 1301 performs a conversion function between a baseband signal and a bit string according to the physical layer standard of the system. For example, when transmitting data, the communication unit 1301 generates complex symbols by encoding and modulating a transmission bit stream. In addition, upon receiving data, the communication unit 1301 restores a received bit stream by demodulating and decoding a baseband signal. The communication unit 1301 up-converts the baseband signal into an RF-band signal, transmits the signal through an antenna, and down-converts the RF-band signal received through the antenna into a baseband signal. For example, the communication unit 1301 may include a transmit filter, a receive filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a DAC, and an ADC.
  • the communication unit 1301 may include a plurality of transmission/reception paths. Furthermore, the communication unit 1301 may include an antenna unit. The communication unit 1301 may include at least one antenna array composed of a plurality of antenna elements. In terms of hardware, the communication unit 1301 may include a digital circuit and an analog circuit (eg, a radio frequency integrated circuit (RFIC)). Here, the digital circuit and the analog circuit may be implemented in one package. Also, the communication unit 1301 may include multiple RF chains. The communication unit 1301 may perform beamforming. The communication unit 1301 may apply beamforming weights to signals to be transmitted/received in order to give direction according to the setting of the control unit 1305.
  • RFIC radio frequency integrated circuit
  • the communication unit 1301 may transmit and receive signals.
  • the communication unit 1301 may include at least one transceiver.
  • the communication unit 1301 may receive a downlink signal.
  • the downlink signal includes a synchronization signal (SS), a reference signal (RS) (e.g. cell-specific reference signal (CRS), demodulation (DM)-RS), system information (e.g. MIB, SIB, It may include remaining system information (RMSI), other system information (OSI), configuration message, control information, or downlink data.
  • RS synchronization signal
  • RS reference signal
  • DM demodulation
  • MIB cell-specific reference signal
  • SIB system information
  • RMSI remaining system information
  • OSI system information
  • configuration message e.g., control information, or downlink data.
  • the communication unit 1301 may transmit an uplink signal.
  • the uplink signal includes uplink control information (UCI), random access related signals (e.g., random access preamble (RAP) (or Msg1 (message 1)), Msg3 (message 3)), reference A signal (eg, sounding reference signal (SRS), DM-RS), or a buffer status report (BSR) may be included.
  • the uplink control information may include at least one of a scheduling request (SR), ACK/NACK information of a hybrid acknowledgment (HARQ) procedure, or channel state information (CSI).
  • the communication unit 1301 may receive uplink DMRS allocation information. Also, according to an embodiment, the communication unit 1301 may transmit an uplink DMRS symbol.
  • the communication unit 1301 may include an RF processing unit and a baseband processing unit.
  • the RF processing unit performs functions for transmitting and receiving signals through a wireless channel, such as band conversion and amplification of signals.
  • the RF processor upconverts the baseband signal provided from the baseband processor into an RF band signal, transmits the signal through an antenna, and downconverts the RF band signal received through the antenna into a baseband signal.
  • the RF processor may include a transmit filter, a receive filter, an amplifier, a mixer, an oscillator, a digital to analog converter (DAC), an analog to digital converter (ADC), and the like.
  • Terminal 120 may include one or more antennas.
  • the RF section may include multiple RF chains.
  • the RF processing unit may perform beamforming. For the beamforming, the RF processing unit may adjust the phase and size of signals transmitted and received through a plurality of antennas or antenna elements.
  • the baseband processing unit performs a conversion function between a baseband signal and a bit string according to the physical layer standard of the system. For example, during data transmission, the baseband processing unit generates complex symbols by encoding and modulating a transmission bit stream. In addition, when data is received, the baseband processing unit demodulates and decodes the baseband signal provided from the RF processing unit to restore the received bit stream. For example, in the case of orthogonal frequency division multiplexing (OFDM), during data transmission, the baseband processor generates complex symbols by encoding and modulating a transmission bit stream, maps the complex symbols to subcarriers, and then IFFT OFDM symbols are configured through inverse fast Fourier transform (inverse fast Fourier transform) operation and cyclic prefix (CP) insertion.
  • OFDM orthogonal frequency division multiplexing
  • the baseband processing unit divides the baseband signal provided from the RF processing unit into OFDM symbol units, restores signals mapped to subcarriers through a fast Fourier transform (FFT) operation, and performs demodulation and decoding.
  • FFT fast Fourier transform
  • the communication unit 1301 transmits and receives signals as described above. Accordingly, all or part of the communication unit 1301 may be referred to as a transmission unit, a reception unit, or a transmission/reception unit. Furthermore, the communication unit 1301 may include a plurality of communication modules to support a plurality of different wireless access technologies. Also, the communication unit 1301 may include different communication modules to process signals of different frequency bands.
  • the different wireless access technologies may include a wireless LAN (eg, IEEE 802.1x), a cellular network (eg, LTE, NR), and the like.
  • the different frequency bands may include a super high frequency (SHF) (eg, 2.5 GHz, 5 Ghz) band and a millimeter wave (eg, 60 GHz) band.
  • SHF super high frequency
  • the communication unit 1301 uses the same method of wireless communication on different frequency bands (e.g., unlicensed band for licensed assisted access (LAA) or unlicensed (NR-U), citizens broadband radio service (CBRS) (e.g., 3.5 GHz)) Connection technology may also be used.
  • LAA licensed assisted access
  • NR-U unlicensed
  • CBRS citizens broadband radio service
  • the storage unit 1303 stores data such as basic programs for operation of the terminal 120, application programs, and setting information.
  • the storage unit 1303 may include a volatile memory, a non-volatile memory, or a combination of volatile and non-volatile memories.
  • the storage unit 1303 stores data such as basic programs for operation of the terminal 120, application programs, and setting information.
  • the controller 1305 controls overall operations of the terminal 120 .
  • the control unit 1305 transmits and receives signals through the communication unit 1301 .
  • the control unit 1305 writes and reads data in the storage unit 1303.
  • the control unit 1305 may perform protocol stack functions required by communication standards.
  • the controller 1305 may include at least one processor.
  • the control unit 1305 may include at least one processor or microprocessor, or may be part of a processor.
  • a part of the communication unit 1301 and the control unit 1305 may be referred to as a CP.
  • the control unit 1305 may include various modules for performing communication. According to various embodiments, the controller 1305 may control the terminal 120 to perform operations according to various embodiments described later.
  • the controller 1305 controls overall operations of the terminal 120 .
  • the control unit 1305 transmits and receives signals through the communication unit 1301 .
  • the control unit 1305 writes and reads data in the storage unit 1303.
  • the controller 1305 may include at least one processor.
  • the control unit 1305 may include a communication processor (CP) that controls communication and an application processor (AP) that controls upper layers such as application programs.
  • CP communication processor
  • AP application processor
  • the controller 1305 may be configured to perform a function of dynamic spectrum sharing.
  • the controller 1305 may be configured so that the terminal 120 dynamically uses LTE cells and NR cells in an EN-DC environment.
  • control unit 1305 may be configured so that the terminal 120 dynamically uses cells by two nodes in an MR-DC environment as well as an EN-DC environment. In addition to this, the control unit 1305 may control the terminal 120 to perform operations according to various embodiments described above.
  • the control unit 1305 acquires the first output signal of the DPD 404, and after the uplink period ends in a time division duplex (TDD) configuration, the downlink period A distortion section is identified from the start of , compensation information for the power amplifier of the terminal 120 is identified in the distortion section, and the compensation information is applied to the second output signal of the DPD 404. It may be configured to provide a signal to the power amplifier.
  • TDD time division duplex
  • the control unit 1305 detects the temperature and temperature change amount of the power amplifier in order to identify a distortion section from the start of the downlink section, and the detected temperature change amount Identify whether the detected temperature change is less than or equal to the threshold, and if the detected temperature change is less than or equal to the threshold, identify a section from the start of the downlink section to a time when the temperature change reaches the threshold as the distortion section.
  • control unit 1305 may, in order to identify compensation information for the power amplifier of the terminal 120 in the distortion period, at least one of the gain or phase per unit time within the distortion period. It may be further configured to identify one amount of change, identify the compensation information based on the amount of change in at least one of the gain or phase per unit time, and provide the identified compensation information to the DPD (404).
  • the compensation information is identified based on at least one of state information of the power amplifier, a gain change amount of the output signal, or a phase change amount of the output signal, and the state information of the power amplifier is the power amplifier. It may be related to at least one of temperature information and thermal expansion coefficient information of the amplifier.
  • the control unit 1305 stores the compensation information in the compensator 620 of the terminal 120, and in the distortion section, the control unit 1305 for the power amplifier of the terminal 120 It may be further configured to identify other reward information, and to update the identified other reward information in the reward information.
  • the compensation information may be previously defined in the compensator 620 of the terminal 120 .
  • control unit 1305 may be further configured to detect a temperature change amount of the power amplifier, and to identify the threshold value based on the detected temperature change amount.
  • the threshold value may be previously defined in the control unit 1305 of the terminal 120 .
  • the distortion section may be formed in units of at least one of symbols and slots in a TDD configuration.
  • the unit time may be at least one of a symbol or a slot in a TDD configuration.
  • channel quality may use various indicators.
  • Channel quality is RSRP (reference signal received power), RSRQ (reference signal received quality), BRSRP (beam reference signal received power), RSRI (received signal strength indicator), SNR (signal and noise ratio), SINR (signal to interference and noise ratio), carrier to interference and noise ratio (CINR), error vector magnitude (EVM), bit error rate (BER), and block error rate (BLER).
  • RSRP reference signal received power
  • RSRQ reference signal received quality
  • BRSRP beam reference signal received power
  • RSRI received signal strength indicator
  • SNR signal and noise ratio
  • SINR signal to interference and noise ratio
  • CINR carrier to interference and noise ratio
  • EVM error vector magnitude
  • BER bit error rate
  • BLER block error rate
  • optimal channel quality may mean high channel quality. High channel quality means that the size of an indicator related to signal strength is large, and low channel quality means that the size of the indicator is low.
  • EVM error vector magnitude
  • BER bit error rate
  • BLER block
  • a method performed by the base station 110 includes obtaining a first output signal of the DPD 404, time division duplex (TDD) configuration After the end of the uplink period in , identifying a distortion period from the start of the downlink period, identifying compensation information for the power amplifier of the base station 110 in the distortion period, and the DPD 404 ) to the power amplifier.
  • TDD time division duplex
  • the method performed by the base station 110 includes detecting the temperature and temperature variation of the power amplifier, identifying whether the detected temperature variation is less than or equal to a threshold value, and when the detected temperature change amount is less than or equal to the threshold value, identifying a section from the start of the downlink section to a time point when the temperature change amount reaches the threshold value as the distortion section.
  • the method performed by the base station 110 includes a process of identifying a change in at least one of gain or phase per unit time within the distortion period, among the gain or phase per unit time.
  • the process of identifying the compensation information based on at least one amount of change, and the process of providing the identified compensation information to the DPD (404) may be further included.
  • the compensation information is identified based on at least one of state information of the power amplifier, a gain change amount of the output signal, or a phase change amount of the output signal, and the state information of the power amplifier is the power amplifier. It may be related to at least one of temperature information and thermal expansion coefficient information of the amplifier.
  • the method performed by the base station 110 is a process of storing the compensation information in the compensator 620 of the base station 110, the base station 110 in the distortion section It may further include the process of identifying another compensation information for the power amplifier of, and the process of updating the identified another compensation information in the compensation information.
  • the compensation information may be previously defined in the compensator 620 of the base station 110 .
  • the method performed by the base station 110 includes sensing a temperature change of the power amplifier and identifying the threshold based on the detected temperature change. can include more.
  • the threshold value may be previously defined in the control unit of the base station 110 .
  • the distortion section may be formed in units of at least one of symbols and slots in a TDD configuration.
  • the unit time may be at least one of a symbol or a slot in a TDD configuration.
  • a computer readable storage medium storing one or more programs (software modules) may be provided.
  • One or more programs stored in a computer-readable storage medium are configured for execution by one or more processors in an electronic device.
  • the one or more programs include instructions that cause the electronic device to execute methods according to embodiments described in the claims or specification of this disclosure.
  • Such programs may include random access memory, non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM. (electrically erasable programmable read only memory (EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs), or other It can be stored on optical storage devices, magnetic cassettes. Alternatively, it may be stored in a memory composed of a combination of some or all of these. In addition, each configuration memory may be included in multiple numbers.
  • non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM.
  • EEPROM electrically erasable programmable read only memory
  • CD-ROM compact disc-ROM
  • DVDs digital versatile discs
  • It can be stored on optical storage devices, magnetic cassettes. Alternatively, it may be stored in a memory composed of a combination of some or all of these.
  • each configuration memory may be included in multiple numbers.
  • the program is provided through a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a storage area network (SAN), or a communication network consisting of a combination thereof. It can be stored on an attachable storage device that can be accessed. Such a storage device may be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. In addition, a separate storage device on a communication network may be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure.
  • a communication network such as the Internet, an intranet, a local area network (LAN), a wide area network (WAN), or a storage area network (SAN), or a communication network consisting of a combination thereof. It can be stored on an attachable storage device that can be accessed. Such a storage device may be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. In addition, a separate storage device on a communication network may be connected to a device performing an embodiment of the present disclosure.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

본 개시는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 기지국 장치의 동작 방법은, DPD(digital predistortion)의 제1 출력 신호를 획득하는 과정, TDD(time division duplex) 구성(configuration)에서 상향링크 구간 종료 후, 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡 구간을 식별하는 과정, 상기 왜곡 구간에서 상기 기지국의 전력 증폭기를 위한 보상 정보를 식별하는 과정 및 상기 DPD의 제2 출력 신호에 상기 보상 정보가 적용된 신호를 상기 전력 증폭기에게 제공하는 과정을 포함한다.

Description

무선 통신 시스템에서 신호 보상을 위한 장치 및 방법
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 신호 보상을 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(beyond 4G network) 통신 시스템 또는 LTE(long term evolution) 시스템 이후(post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 28기가(28GHz) 또는 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive multiple-input multiple-output, massive MIMO), 전차원 다중입출력(full dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beamforming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(device to device communication, D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(coordinated multi-points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(advanced coding modulation, ACM) 방식인 FQAM(hybrid frequency shift keying and quadrature amplitude modulation) 및 SWSC(sliding window superposition coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(filter bank multi carrier), NOMA(non-orthogonal multiple access), 및 SCMA(sparse code multiple access) 등이 개발되고 있다.
무선 통신 시스템에서 기지국은 단말로 하향링크 신호를 전송할 수 있다. 또한 기지국과 단말 간에 상향링크 신호와 하향링크 신호를 전송하는 방식으로, 주파수 분할 방식(frequency division duplex, FDD)과 시분할 방식(time division duplex, TDD)이 사용될 수 있다. TDD 시스템에서, 전력 증폭기로부터 출력되는 신호의 왜곡 성분을 최소화하기 위해 디지털 선형화 장치(digital pre-distorter, DPD)가 사용될 수 있다.
이 밖에도, DPD의 성능 개선과 관련하여 신호의 오차 벡터 크기를 개선하고 통신 품질을 보장하기 위해 열 확산 상태에 기인되는 전력 증폭기의 이득(gain) 및 위상(phase)의 왜곡 특성을 개선하는 운용 방안이 요구된다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 전력 증폭기의 보상(compensation) 정보를 기반하여 하향링크 신호 전송을 수행하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 기지국이 전송하는 하향링크 신호의 전송 구간에서 왜곡 구간을 식별하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 왜곡 구간에서 전력 증폭기를 위한 보상 정보를 식별하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 식별된 보상 정보를 디지털 전치 왜곡기(digital pre-distorter, DPD)의 출력 신호에 적용하여 하향링크 신호를 전송하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 기지국에 의해 수행되는 방법은, 디지털 전치 왜곡기(digital predistortion, DPD)의 제1 출력 신호를 획득하는 과정, TDD(time division duplex) 구성(configuration)에서 상향링크 구간 종료 후, 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡 구간을 식별하는 과정, 상기 왜곡 구간에서 상기 기지국의 전력 증폭기를 위한 보상(compensation) 정보를 식별하는 과정, 및 상기 DPD의 제2 출력 신호에 상기 보상 정보가 적용된 신호를 상기 전력 증폭기에게 제공하는 과정을 포함한다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 기지국에 의해 수행되는 방법은 상기 전력 증폭기의 온도 및 온도 변화량을 감지하는 과정, 상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인지를 식별하는 과정, 및 상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인 경우, 상기 하향링크 구간의 시작 시점부터 상기 온도 변화량이 임계 값이 된 시점까지의 구간을 상기 왜곡 구간으로 식별하는 과정을 포함한다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 기지국에 의해 수행되는 방법은 상기 왜곡 구간 내에 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량을 식별하는 과정, 상기 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량에 기반하여 상기 보상 정보를 식별하는 과정, 및 상기 식별된 보상 정보를 DPD에 제공하는 과정을 더 포함한다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 기지국 장치는 DPD의 제1 출력 신호를 획득하고, TDD(time division duplex) 구성(configuration)에서 상향링크 구간 종료 후, 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡 구간을 식별하고, 상기 왜곡 구간에서 상기 기지국의 전력 증폭기를 위한 보상(compensation) 정보를 식별하고, 및 상기 DPD의 제2 출력 신호에 상기 보상 정보가 적용된 신호를 상기 전력 증폭기에게 제공하도록 구성되는 프로세서를 포함한다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 기지국 장치는 상기 전력 증폭기의 온도 및 온도 변화량을 감지하고, 상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인지를 식별하고, 및 상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인 경우, 상기 하향링크 구간의 시작 시점부터 상기 온도 변화량이 임계 값이 된 시점까지의 구간을 상기 왜곡 구간으로 식별하도록 더 구성되는 프로세서를 포함한다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 기지국 장치는 상기 왜곡 구간 내에 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량을 식별하고, 상기 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량에 기반하여 상기 보상 정보를 식별하고, 및 상기 식별된 보상 정보를 DPD에 제공하도록 더 구성되는 프로세서를 포함한다.
본 개시의 실시예들에 따른 장치 및 방법은, 전력 증폭기의 보상(compensation) 정보에 기반하여 하향링크 신호 전송을 수행함으로써, 전력 증폭기의 열화에 따른 성능 감소를 방지할 수 있게 한다.
본 개시의 실시예들에 따른 장치 및 방법은, 전력 증폭기의 보상 정보에 기반하여 하향링크 신호 전송을 수행함으로써, 디지털 전치 왜곡기(digital pre-distorter, DPD)의 성능 감소를 최소화하여 하향링크 전송 신호의 품질을 향상시킬 수 있게 한다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 실시예들에 따른 무선 통신 환경의 예를 도시한다.
도 2a는 본 개시의 실시예들에 따른 신호 증폭을 위한 기지국 장치 통신부의 기능적 구성을 도시한다.
도 2b는 본 개시의 실시예들에 따른 전력 증폭기를 포함하는 RFIC(radio frequency integrated circuit)의 예를 도시한다.
도 3은 본 개시의 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 자원 영역의 예를 도시한다.
도 4는 본 개시의 실시예들에 따른 디지털 전치 왜곡기(digital pre-distorter, DPD)가 포함된 기지국 장치의 기능적 구성을 도시한다.
도 5a 및 5b는 본 개시의 실시예들에 따른 보상기(compensator)를 포함하지 않는 경우 하향링크 전송 구간 상태의 예를 도시한다.
도 6a은 본 개시의 실시예들에 따른 디지털 전치 왜곡기의 구체적 구성을 포함하는 기지국 장치의 기능적 구성을 도시한다.
도 6b는 본 개시의 실시예들에 따른 디지털 전치 왜곡기 및 보상기가 포함된 기지국 장치의 기능적 구성을 도시한다.
도 7은 본 개시의 실시예들에 따른 이득 및 위상에 관한 보상 정보에 기반하여 시간 구간에 따른 보상기의 보상 특성 상태의 예를 도시한다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 디지털 전치 왜곡기에 보상 정보를 적용하기 위한 기지국 장치의 동작 흐름을 도시한다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 하향링크 구간의 왜곡 구간을 식별하기 위한 기지국 장치의 동작 흐름을 도시한다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 왜곡 구간에서 전력 증폭기를 위한 보상 정보를 식별하기 위한 기지국 장치의 동작 흐름을 도시한다.
도 11은 본 개시의 실시예들에 따른 보상기에 따른 왜곡 특성의 감소의 예를 도시한다.
도 12는 본 개시의 실시예들에 따른 기지국 장치의 기능적 구성을 도시한다.
도 13은 본 개시의 실시예들에 따른 단말 장치의 기능적 구성을 도시한다.
본 개시의 실시예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 기지국에 의해 수행되는 방법은, 디지털 전치 왜곡기(digital predistortion, DPD)의 제1 출력 신호를 획득하는 과정, TDD(time division duplex) 구성(configuration)에서 상향링크 구간 종료 후, 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡 구간을 식별하는 과정, 상기 왜곡 구간에서 상기 기지국의 전력 증폭기를 위한 보상(compensation) 정보를 식별하는 과정, 및 상기 DPD의 제2 출력 신호에 상기 보상 정보가 적용된 신호를 상기 전력 증폭기에게 제공하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 이 때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 개시의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다.
본 명세서에서 실시예를 설명함에 있어서 본 개시가 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 개시와 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 개시의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
마찬가지 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 개략적으로 도시되었다. 또한, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 각 도면에서 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하였다.
본 개시의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시의 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 개시의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 개시는 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이 때, 처리 흐름도 도면들의 각 블록과 흐름도 도면들의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 흐름도 블록(들)에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록은 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실행 예들에서는 블록들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이 때, 본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 보상 정보를 적용함으로써, 디지털 전치 왜곡기(digital pre-distorter, DPD)의 성능 감소를 최소화하여 하향링크 전송 신호의 품질을 향상시키기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서, 왜곡 구간에 대한 이득 및 위상의 보상 정보를 식별하여 적용함으로써, 전력 증폭기에서의 열 확산에 의한 왜곡 특성을 감소시켜 비선형을 개선하기 위한 기술을 설명한다.
위와 같은 기술에 대한 설명에서 사용되는 신호의 종류(예: 제어 정보, 빔 정보, 제어 신호, 데이터 신호, 제어 채널, 데이터 채널, 동기 신호, 동기화 블록, 시스템 정보)를 지칭하는 용어, 네트워크 객체(network entity)들(예: 리피터 장치, 기지국, 단말)을 지칭하는 용어, 시간 자원과 관련된 용어(예: 심볼, 슬롯, 서브프레임, 무선 프레임), 주파수 자원과 관련된 용어(예: RE(resource element), RB(resource block), BWP(bandwidth part) BW(bandwidth), 캐리어(carrier)), 신호와 관련된 용어(예: RS, 심볼, 정보), 신호 처리와 관련된 용어 (예: 인코딩(encoding)/디코딩, 채널 코딩(channel coding), 스크램블링(scrambling), 변조(modulation), IFFT/FFT, CP(cyclic prefix) 삽입/제거(insertion/deletion), 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어(예: 통신부, RF 부, 빔포밍부) 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다.
또한, 본 개시는, 일부 통신 규격(예: 3GPP(3rd Generation Partnership Project))에서 사용되는 용어들을 이용하여 다양한 실시예들을 설명하지만, 이는 설명을 위한 예시일 뿐이다. 본 개시의 다양한 실시예들은, 다른 통신 시스템에서도, 용이하게 변형되어 적용될 수 있다.
이하의 기술은, CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 접속 시스템에 사용될 수 있다. CDMA는 UTRA(universal terrestrial radio access)나 CDMA2000과 같은 무선 기술(radio technology)로 구현될 수 있다. TDMA는 GSM(global system for mobile communications), GPRS(general packet radio service) 또는 EDGE(enhanced data rates for GSM evolution)와 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. OFDMA는 IEEE 802.11(즉, Wi-Fi), IEEE 802.16(즉, WiMAX), IEEE 802-20, E-UTRA(Evolved UTRA) 등과 같은 무선 기술로 구현될 수 있다. 이하, 본 개시는 명확한 설명을 위하여, 3GPP NR을 위주로 서술되지만 본 개시의 기술적 사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
무선 통신 시스템은 초기의 음성 위주의 서비스를 제공하던 것에서 벗어나 예를 들어, 3GPP의 HSPA(High Speed Packet Access), LTE(Long Term Evolution 혹은 E-UTRA (Evolved Universal Terrestrial Radio Access)), LTE-Advanced (LTE-A), LTE-Pro, 3GPP2의 HRPD(High Rate Packet Data), UMB(Ultra Mobile Broadband), 및 IEEE의 802.16e 등의 통신 표준과 같이 고속, 고품질의 패킷 데이터 서비스를 제공하는 광대역 무선 통신 시스템으로 발전하고 있다.
상기 광대역 무선 통신 시스템의 대표적인 예로, LTE 시스템에서는 하향링크(Downlink; DL)에서는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 방식을 채용하고 있고, 상향링크(Uplink; UL)에서는 SC-FDMA(Single Carrier Frequency Division Multiple Access) 방식을 채용하고 있다. 상향링크는 단말(terminal, UE(User Equipment) 혹은 MS(Mobile Station))이 기지국(eNode B, 혹은 base station(BS))으로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻하고, 하향링크는 기지국이 단말로 데이터 혹은 제어신호를 전송하는 무선링크를 뜻한다. 또한 하향링크는 기지국과 단말 사이의 리피터 장치를 경유하여 전송될 수 있다. 상기와 같은 다중 접속 방식은, 통상 각 사용자 별로 데이터 혹은 제어정보를 실어 보낼 시간-주파수 자원을 서로 겹치지 않도록, 즉 직교성 (orthogonality)이 성립하도록, 할당 및 운용함으로써 각 사용자의 데이터 혹은 제어정보를 구분한다.
LTE 이후의 향후 통신 시스템으로서, 즉, 5G (혹은 NR) 통신시스템은 사용자 및 서비스 제공자 등의 다양한 요구 사항을 자유롭게 반영할 수 있어야 하기 때문에 다양한 요구사항을 동시에 만족하는 서비스가 지원되어야 한다. 5G 통신시스템을 위해 고려되는 서비스로는 향상된 모바일 광대역 통신(enhanced Mobile BroadBand, eMBB), 대규모 기계형 통신(massive Machine Type Communication, mMTC), 초신뢰 저지연 통신(Ultra Reliability Low Latency Communication, URLLC) 등이 있다.
eMBB는 기존의 LTE, LTE-A 또는 LTE-Pro가 지원하는 데이터 전송 속도보다 더욱 향상된 데이터 전송 속도를 제공하는 것을 목표로 한다. 예를 들어, 5G 통신시스템에서 eMBB는 하나의 기지국 관점에서 하향링크에서는 20Gbps의 최대 전송 속도(peak data rate), 상향링크에서는 10Gbps의 최대 전송 속도를 제공할 수 있어야 한다. 또한 5G 통신시스템은 최대 전송 속도를 제공하는 동시에, 증가된 단말의 실제 체감 전송 속도(User perceived data rate)를 제공해야 한다. 이와 같은 요구 사항을 만족시키기 위해, 더욱 향상된 다중 안테나 (Multi Input Multi Output, MIMO) 전송 기술을 포함하여 다양한 송수신 기술의 향상을 요구한다. 또한 현재의 LTE가 사용하는 2GHz 대역에서 최대 20MHz 전송대역폭을 사용하여 신호를 전송하는 반면에 5G 통신시스템은 3~6GHz 또는 6GHz 이상의 주파수 대역에서 20MHz 보다 넓은 주파수 대역폭을 사용함으로써 5G 통신시스템에서 요구하는 데이터 전송 속도를 만족시킬 수 있다.
동시에, 5G 통신시스템에서 사물 인터넷(Internet of Thing, IoT)와 같은 응용 서비스를 지원하기 위해 mMTC가 고려되고 있다. mMTC는 효율적으로 사물 인터넷을 제공하기 위해 셀 내에서 대규모 단말의 접속 지원, 단말의 커버리지 향상, 향상된 배터리 시간, 단말의 비용 감소 등이 요구된다. 사물 인터넷은 여러 가지 센서 및 다양한 기기에 부착되어 통신 기능을 제공하므로 셀 내에서 많은 수의 단말(예를 들어, 1,000,000 단말/km2)을 지원할 수 있어야 한다. 또한 mMTC를 지원하는 단말은 서비스의 특성상 건물의 지하와 같이 셀이 커버하지 못하는 음영 지역에 위치할 가능성이 높으므로 5G 통신시스템에서 제공하는 다른 서비스 대비 더욱 넓은 커버리지를 요구한다. mMTC를 지원하는 단말은 저가의 단말로 구성되어야 하며, 단말의 배터리를 자주 교환하기 힘들기 때문에 10~15년과 같이 매우 긴 배터리 시간(battery life time)이 요구된다.
마지막으로, URLLC의 경우, 특정한 목적(mission-critical)으로 사용되는 셀룰라 기반 무선 통신 서비스이다. 예를 들어, 로봇(Robot) 또는 기계 장치(Machinery)에 대한 원격 제어(remote control), 산업 자동화(industrial automation), 무인 비행 장치(Unmaned Aerial Vehicle), 원격 건강 제어(Remote health care), 비상 상황 알림(emergency alert) 등에 사용되는 서비스 등을 고려할 수 있다. 따라서 URLLC가 제공하는 통신은 매우 낮은 저지연 및 매우 높은 신뢰도 제공해야 한다. 예를 들어, URLLC을 지원하는 서비스는 0.5 밀리초보다 작은 무선 접속 지연시간(Air interface latency)를 만족해야 하며, 동시에 10-5 이하의 패킷 오류율(Packet Error Rate)의 요구사항을 갖는다. 따라서, URLLC을 지원하는 서비스를 위해 5G 시스템은 다른 서비스보다 작은 전송 시간 구간(Transmit Time Interval, TTI)를 제공해야 하며, 동시에 통신 링크의 신뢰성을 확보하기 위해 주파수 대역에서 넓은 리소스를 할당해야 하는 설계 사항이 요구된다.
5G의 세가지 서비스들, 즉 eMBB, URLLC, mMTC는 하나의 시스템에서 다중화되어 전송될 수 있다. 이 때, 각각의 서비스들이 갖는 상이한 요구사항을 만족시키기 위해 서비스간에 서로 다른 송수신 기법 및 송수신 파라메터를 사용할 수 있다.
또한, 본 개시에서, 특정 조건의 만족(satisfied), 충족(fulfilled) 여부를 판단하기 위해, 초과 또는 미만의 표현이 사용되었으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 이상 또는 이하의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다.
본 개시는 무선 통신 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로 기지국의 하향 신호의 송신 방법에 관한 것이다. 무선 통신 시스템에서는, 기지국과 이동 단말 간에 상향링크 신호와 하향링크 신호를 전송하는 방식으로, 서로 다른 주파수를 통해 전송하는 주파수 분할 방식(frequency division duplex, FDD)과 동일한 주파수 대역에서 시간을 달리하여 전송하는 시분할 방식(time division duplex, TDD)을 사용할 수 있다.
최근 표준화가 진행 중인 차세대 이동통신 시스템(5G)에서는 초고속, 초저지연, 초연결 서비스 등 사용자의 다양한 요구사항을 지원하기 위하여, 동적 시분할 이중 통신 방식(dynamic TDD)을 도입하고 있다. 기존의 이동통신 시스템(long term evolution, LTE)의 TDD 통신 방식은 최소 서브프레임 단위(1ms)로 상향링크 신호와 하향링크 신호를 변경할 수 있다. 상향링크 및 하향링크의 구성 옵션 개수는 제한적이지만, 차세대 이동통신 시스템에서는 상향링크 신호와 하향링크 신호의 비율을 서브프레임보다 더 작은 단위인 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 심볼(예: 35.71㎲) 단위로 변경 가능할 수 있다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 상향링크 및 하향링크 구성을 더 유연하고 동적으로 변경할 수 있다.
따라서, 차세대 이동통신 시스템은, 동적 TDD 통신 방식을 적용함으로써, 시간 별 상향링크 및 하향링크 트래픽 비율에 따라 적응적으로 상향링크 및 하향링크 심볼비를 조절할 수 있다. 또한 차세대 이동통신 시스템은 초고속, 초저지연 서비스 등 사용자의 필요 QoS(quality of service)에 따라, 즉시 상향링크 및 하향링크 심볼의 구성을 변경하여 다양한 사용자들에게 5G 서비스를 유연하게 제공할 수 있다.
한편, TDD 통신 시스템은 복수의 서브프레임을 사용하여 통신을 수행할 수 있다. TDD 통신 시스템은 서브프레임 단위로 적어도 하나의 하향링크 심볼 및 적어도 하나의 상향링크 심볼을 배열한 구성을 포함할 수 있다. 또한 각 구성은 적어도 하나의 하향링크 심볼과 적어도 하나의 상향링크 심볼 사이에 GP(guard period)를 포함할 수 있다.
통신 장치의 송신기 최종단에 전력 증폭기(power amplifier)가 설치될 수 있다. 일반적으로 전력 증폭기는 비선형 특성을 갖고 있어 출력 신호를 왜곡할 수 있다. 이에 따라 송신기 전체 성능이 열화로 인해 저하될 수 있다. 상술한 전력 증폭기의 비선형 특성을 효율적으로 제거해 주기 위해 상기 통신 장치는 디지털 전치 왜곡기(digital pre-distorter, DPD)를 이용할 수 있다. 디지털 전치 왜곡기를 사용함으로 입력신호의 크기에 따른 전력 증폭기의 크기 이득과 위상 이득을 일정하게 유지시켜서 송신기의 성능을 개선시킬 수 있다. 구체적으로, 디지털 전치 왜곡기는 전력 증폭기를 선형화 하기 위해 입력신호와 출력 신호를 비교할 수 있다. 디지털 전치 왜곡기는 출력 신호의 왜곡 성분을 DPD 블록을 통해 최소화하여 입력 변조 신호가 선형적으로 증폭할 수 있다. 전력 증폭기의 왜곡 성분에 대한 추출과 DPD 블록 형성을 위한 보정 알고리즘(correction algorithm)이 적용될 수 있다. 보정 알고리즘을 수행하기 위해서는 전체 신호를 대표하는 입력 신호와 입력 신호에 대한 출력 신호가 요구된다.
TDD 통신 방식에 의해 상향링크 심볼에서 하향링크 심볼 구간으로 전환될 시 각 전력 증폭기 소자의 온도는 달라질 수 있다. 이러한 소자의 온도 변화는 추가적인 비선형 왜곡 특성을 야기할 수 있다. 전력 증폭기 소자의 온도 변화는 하향링크 신호의 이득(gain) 및 위상(phase)에 변화를 야기할 수 있다. 특히 열 평형에 의한 안정화 구간에 도달하지 못한 하향링크 구간 시작 시점 이후 일정 구간의 경우, 전치 왜곡 방식에 의한 선형화가 정상적으로 적용되지 못하여 오차 벡터 크기(error vector magnitude, EVM) 성능이 열화될 수 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 개시는 종래의 TDD 통신 시스템에 사용되는 전력 증폭기에 대해, 하향링크 구간 시작 시점 이후 일정 구간 동안 열 전이 상태로 기인되는 이득 및 위상의 왜곡 특성을 개선하는 것을 목적으로 한다. 본 개시의 실시예들은 신호의 오차 벡터 크기를 개선하고 통신 품질을 보장할 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 환경의 예를 도시한다. 도 1을 참조하면, 무선 통신 시스템에서 무선 채널을 이용하는 노드(node)들의 일부로서, 기지국(110) 및 단말(120)을 예시한다. 단말(120)은 다수의 기지국들과도 연결될 수 있다. 도 1에는 도시되지 않았으나, 기지국들은 다중 연결(multiple connectivity)(예: 이중 연결(dual connectivity, DC))을 통해 단말(120)과 연결될 수도 있다.
기지국(110)은 단말(120)에게 무선 접속을 제공하는 네트워크 인프라스트럭쳐(infrastructure)이다. 기지국(110)은 신호를 송신할 수 있는 거리에 기초하여 일정한 지리적 영역으로 정의되는 커버리지(coverage)를 가진다. 이하, 사용되는 '커버리지'의 용어는, 기지국(110)에서 서비스 가능한 영역(service coverage area)을 가리킬 수 있다. 기지국(110)은 하나의 셀(one cell)을 커버할 수도 있고, 다수의 셀들(multiple cells)을 커버할 수도 있다. 여기서, 다수의 셀들은 지원하는 주파수(frequency), 커버하는 섹터(sector)의 영역에 의해 구분될 수 있다.
기지국(110)은 기지국(base station) 외에 '액세스 포인트(access point, AP)', '이노드비(eNodeB, eNB)', '5G 노드(5th generation node)', '5G 노드비(5G NodeB, NB)', 'gNB(next generation node B)', '무선 포인트(wireless point)', '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)','분산 유닛(distributed unit, DU)', '무선 유닛(radio unit, RU), 원격 무선 장비(remote radio head, RRH) 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다. 다양한 실시예들에 따라, 기지국(110)은, 하나 이상의 '송수신 포인트(transmission/reception point, TRP)'와 연결될 수 있다. 기지국(110)은 하나 이상의 TRP들을 통해, 단말(120)에게 하향링크 신호를 전송하거나 상향링크 신호를 수신할 수 있다.
단말(120)은 사용자에 의해 사용되는 장치로서, 기지국(110)과 무선 채널을 통해 통신을 수행한다. 경우에 따라, 단말(120)은 사용자의 관여 없이 운영될 수 있다. 즉, 단말(120) 중 적어도 하나는 기계 타입 통신(machine type communication, MTC)을 수행하는 장치로서, 사용자에 의해 휴대되지 아니할 수 있다. 단말(120)은 단말(terminal) 외 '사용자 장비(user equipment, UE)', '이동국(mobile station)', '가입자국(subscriber station)', '고객 댁내 장치'(customer premises equipment, CPE), '원격 단말(remote terminal)', '무선 단말(wireless terminal)', '전자 장치(electronic device)', 또는 '차량(vehicle)용 단말', '사용자 장치(user device)' 또는 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어로 지칭될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은 TDD 통신 시스템의 구성에 기반하여 동작하는 방법 및 장치를 개시한다. 따라서 이하, TDD 통신 시스템에서의 상향링크 및 하향링크 신호 전송에 관한 구체적인 방법이 서술된다.
반송파 결합 (carrier aggregation, CA) 기술은 3GPP 표준 릴리즈 10에 도입된 기술이다. CA는 단말이 공통의 무선 자원 제어 엔티티를 갖는 동종 무선 통신 셀 그룹에 연결되어, 서로 다른 주파수 대역에 위치한 각 셀의 요소 반송파(component carrier) 상 주파수 자원을 신호 송수신에 동시에 이용함으로써 단말(120) 및 기지국(110)의 주파수 사용 효율을 증대시키는 기술이다. 다중 연결의 한 종류인 이중 연결(dual connectivity, DC) 기술은 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준 릴리즈 12로부터 도입되었다. 이중 연결은, 단말이 별도의 무선 자원 제어 엔티티(radio resource control entity)를 갖는 두 개의 독립적인 이종 또는 동종 무선 통신 셀 그룹과 동시에 연결되어, 서로 다른 주파수 대역에 위치한 각 셀 그룹 내 셀의 요소 반송파(component carrier) 상 주파수 자원을 신호 송수신에 이용함으로써 단말 및 기지국(110)의 주파수 사용 효율을 증대시키는 기술이다. 상기 이중 연결은 제어 평면(control plan)이 코어 망(core network)에 직접 연결되어 단말의 무선 자원 상태 (radio resource control state)를 관리하는 주 셀 그룹(master cell group)과 주 셀 그룹에 연동된 부 셀 그룹(secondary cell group)으로 구성된다.
상기 이중 연결 기술 및 반송파 결합 기술은 한정된 단말의 무선 통신 자원 및 기지국(110)의 무선 통신 자원을 사용하는데 있어 효율성을 증대시키는 기술적 이점으로 인해, 학술적인 측면에서 활발한 연구가 이루어지고 있다. 특히 5G 이동통신 시스템은 4G 코어망과 연동하여 동작하는 종속형 (non-stand alone)을 기본 운용 방안으로 하고 있어, 5G 이동통신 시스템을 지원하는 상용 서비스에서 핵심 기술로 활용되고 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 노드(예: 단말, 기지국(110), 코어 네트워크의 엔티티)는 NR 시스템에서 동작할 수 있다. 또한, 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 통신 노드(예: 단말, 기지국(110), 코어 네트워크의 엔티티)는 LTE 시스템에서 함께 동작할 수 있다.
5G 시스템에서는 주파수 대역이 높아짐에 따라(예: 6GHz 이상 대역 특히 mmWave 대역), 기지국(110)이 단말(130)에게 데이터를 송수신할 때, 전파 경로 감쇄로 인해 커버리지가 제한될 수 있다. 상기의 커버리지 제한에 따른 문제는 기지국(110)과 단말(130)의 전파경로 사이에 복수의 릴레이(또는, 릴레이 노드)를 촘촘히 배치하는 것으로 해결할 수 있지만, 그에 따라 릴레이와 릴레이 사이에 백홀 연결을 위한 광케이블을 설치하기 위한 비용문제가 심각하게 된다. 따라서, 광케이블을 릴레이 사이에 설치하는 대신에 mmWave에서 가용한 광대역의 무선 주파수 자원을 릴레이 간의 백홀 데이터를 송수신하는데 사용함으로써 광케이블을 설치하는 비용문제를 해결하고, mmWave 대역을 더욱 효율적으로 사용할 수 있다.
무선 통신 환경은, TDD 시스템을 지원하는 무선 환경일 수 있다. 상기 무선 통신 환경은, TDD 통신 방식에 따라, 상향링크 전송과 하향링크 전송이 시간적으로 구분될 수 있다. 이하, TDD 통신 방식을 위한 자원 구조가 설명된다. TDD 프레임(frame)은 상향링크(uplink, UL) 전송을 위한 UL 서브프레임(subframe)과 하향링크(downlink, DL) 전송을 위한 DL 서브프레임을 포함할 수 있다. 상기 프레임은 햐항링크 전송에서 상향링크 전송으로의 전환을 위한 특수 서브프레임(special subframe, SSF)을 포함할 수 있다. 여기서, 하나의 프레임에 포함된 UL 서브프레임, DL 서브프레임, 및 특수 서브프레임의 조합은, UL/DL 구성(configuration)으로 지칭된다. 다른 UL/DL 구성은, 하나의 프레임에서 UL 서브프레임, DL 서브프레임, 및 특수 서브프레임의 다른 조합을 나타낸다. 예를 들어, UL/DL 구성 #2는 6개의 DL 서브프레임들, 2개의 UL 서브프레임들, 및 2개의 특수 서브프레임들을 포함할 수 있고, UL/DL 구성 #5는 8개의 DL 서브프레임들, 1개의 UL 서브프레임, 및 1개의 특수 서브프레임을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 무선 통신 환경(100)은 LTE(long term evolution)-TDD 통신 시스템이 지원될 수 있다. 이 때, UL/DL 구성은 하기의 표 1과 같이 운용될 수 있다. 하기의 표 1에서 D는 DL 서브프레임, S는 특수 서브프레임, U는 UL 서브프레임을 나타낸다.
Figure PCTKR2022020428-appb-img-000001
셀들 사이에서 하향링크와 상향링크 간의 심한 간섭을 피하기 위하여, 이웃하는 셀들은 동일한 UL/DL 구성을 가질 수 있다. 이하, 설명하는 기지국(110)의 UL/DL 구성은 동일하게 설정된 상황을 가정한다.
TDD 시스템에서는 동일한 캐리어 주파수가 상향링크 전송 및 하향링크 전송에 사용되므로, 기지국(110) 및 단말(120)은 하향링크-상향링크 간 전환이 요구될 수 있다. TDD 프레임은, 상기 전환을 위한 특수 서브프레임을 포함할 수 있다. 특수 서브프레임은, 하향링크 파일롯 구간(downlink pilot time slot, DwPTS), 보호 구간(guard period, GP), 및 상향링크 파일롯 구간(uplink pilot time slot, UpPTS)을 포함할 수 있다. DwPTS는 특수 서브프레임 내 하향링크 자원을 위한 구간으로 PDSCH(physical downlink shared channel)의 전송에 이용될 수 있다. UpPTS는 특수 서브프레임 내 상향링크 자원을 위한 구간으로, SRS(sounding reference signal) 또는 PRACH(physical random access channel) 전송에 사용될 수 있다. 보호 구간(GP)은, 하향링크 전송과 상향링크 전송이 모두 일어나지 않는 구간으로, 하향링크-상향링크 전환을 위해 요구되는 구간일 수 있다. 보호 구간(GP)은 하나의 특수 서브프레임(예: 1ms)내에서 DwPTS와 UpPTS의 사이에 위치한 구간일 수 있다. 여기서, 하나의 특수 서브프레임에 포함된 DwPTS, 보호 구간, 및 UpPTS의 조합은, 특수 서브프레임 구성(SSF configuration)으로 지칭된다. 다른 SSF 구성은, 하나의 프레임에서 DwPTS의 길이, 보호 구간의 길이, 및 UpPTS의 길이의 다른 조합을 나타낸다. 예를 들어, UL/DL 구성 #5는 DwPTS가 3개의 심볼들, 보호 구간이 9개의 심볼들, 및 UpPTS가 2개의 심볼들을 차지하는 조합을 나타내고, UL/DL 구성 #7은 DwPTS가 10개의 심볼들, 보호 구간이 2개의 심볼들, 및 UpPTS가 2개의 심볼들을 차지하는 조합을 나타낼 수 있다. 일부 실시예들에서, 상기 무선 통신 환경(100)이 LTE-TDD 통신 시스템을 지원하는 경우, SSF 구성은 하기의 표 2와 같이 운용될 수 있다.
Figure PCTKR2022020428-appb-img-000002
한편, 인접 셀에서 전송되는 하향링크 신호는, 전파 지연(propagation delay)으로 인해, 다른 셀의 DwPTS 구간 이후에 유입될 수 있다. 따라서, 보호 구간(GP)의 길이는 기지국(110)에서 상향링크 전송과 하향링크 전송이 서로 간섭을 일으키지 않도록 할당되어야 한다. 구체적으로, 보호 구간의 길이가 길어질수록, DwPTS의 길이가 짧아질수록, 또는 UpPTS의 길이가 짧아질수록 하향링크 전송 및 상향링크 모두 전송되지 않는 구간이 길어지는 바, 간섭을 피하는 것이 용이할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따른 통신 노드(예: 단말, 기지국(110), 코어 네트워크의 엔티티)는 NR 시스템에서 동작할 수 있다. 또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 통신 노드(예: 단말, 기지국(110), 코어 네트워크의 엔티티)는 LTE 시스템에서 함께 동작할 수 있다.
또한, 일부 실시예들에서, 기지국(110) 및 단말은 NR의 TDD 통신 시스템을 이용할 수 있다. NR의 TDD 통신 시스템은 LTE TDD 통신 시스템보다 보다 유연하게(flexibly) 구성될 수 있다. NR의 TDD 통신 시스템은 하향링크 통신을 위한 DL 시간 자원과 상향링크 통신을 위한 UL 시간 자원에 대한 관계를 나타내는 DL-UL 패턴(pattern)을 정의한다. DL-UL 패턴은 구성 주기(periodicity), DL 시간 구간, UL 시간 구간을 포함할 수 있다. 구성 주기는, 하나의 DL-UL 패턴이 적용되는 시간을 지칭할 수 있다. 예를 들어, 구성 주기는 0.5ms, 0.625ms, 1ms, 1,25ms, 2,5ms, 3ms, 4ms, 5ms, 10m 중 하나일 수 있다. DL 시간 구간은 하향링크 통신이 지속되는 시간 자원일 수 있다. DL 시간 구간은 슬롯(slot)의 개수로 표현되거나 슬롯의 개수 및 심볼(symbol)의 개수, 혹은 심볼의 개수만으로 표현될 수 있다. 하나의 구성 주기 내 앞부분(beginning part)에 DL 시간 구간이 위치할 수 있다. UL 시간 구간은 상향링크가 지속되는 시간 자원일 수 있다. UL 시간 구간은 슬롯의 개수로 표현되거나 슬롯의 개수 및 심볼의 개수, 혹은 심볼의 개수만으로 표현될 수 있다. 하나의 구성 주기 내 끝부분(end part)에 UL 시간 구간이 위치할 수 있다. 하나의 구성 주기 내 DL 슬롯(모든 심볼들이 DL 심볼들인 슬롯)과 UL 슬롯(모든 심볼이 UL 심볼들인 슬롯) 외 슬롯은 유연 슬롯(flexible slot)일 수 있다.
NR TDD의 자원 구조의 일 예로, 서브 캐리어 스페이싱(subcarrier spacing, SCS)이 15kHz인 경우, 5ms의 구성 주기 동안 5개의 슬롯들이 정의될 수 있다. 5개의 슬롯들 중 앞의 2개의 슬롯들은 하향링크 슬롯들이고, 뒤의 2개의 슬롯들은 상향링크 슬롯들이고 가운데 슬롯은 상향링크 심볼과 하향링크 심볼이 공존할 수 있다. 나머지 슬롯의 14개의 심볼들 중에서 처음 5개의 심볼들은 하향링크 심볼들이고, 14개의 심볼들 중에서 마지막 3개의 심볼들은 상향링크 심볼들이고, 14개의 심볼들 중에서 나머지 6개의 심볼들은 유연(flexible) 심볼들일 수 있다.
TDD 통신 시스템에서는 동일한 캐리어 주파수가 상향링크 전송 및 하향링크 전송에 사용되므로, DL 시간 구간과 UL 시간 구간의 구별이 필요하다. 따라서, 상술한 바와 같이, TDD 통신 시스템을 위한 자원 구조들은 DL 시간 구간과 UL 시간 구간, 그리고 DL 시간 구간 및 UL 시간 구간 사이의 잔여 구간을 포함할 수 있다. 한편, 이러한 시간 구별로 인하여 전파 지연으로 인한 셀 간 간섭이 발생할 수 있다. 예를 들어, LTE 통신 시스템에서 기지국(110)은 프레임들에 따라 신호들을 송신 또는 수신할 수 있다. 기지국(110)은 프레임들에 따라 신호들을 송신 또는 수신할 수 있다.
도 2a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 무선 통신 시스템에서 신호 증폭을 위한 기지국 장치(110) 통신부의 기능적 구성을 도시한다.
도 2a를 참조하면, 무선통신부 또는 통신부는 부호화 및 변조부(202), 디지털 빔포밍부(204), 다수의 송신 경로들(206-1 내지 206-N), 아날로그 빔포밍부(208)를 포함한다.
부호화 및 변조부(202)는 채널 인코딩을 수행한다. 채널 인코딩을 위해, LDPC(low density parity check) 코드, 컨볼루션(convoluation) 코드, 폴라(polar) 코드 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 부호화 및 변조부(202)는 성상도 맵핑(contellation mapping)을 수행함으로써 변조 심벌들을 생성한다.
디지털 빔포밍부(204)는 디지털 신호(예: 변조 심벌들)에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부(204)는 변조 심벌들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용되며, '프리코딩 행렬(precoding matrix)', '프리코더(precoder)' 등으로 지칭될 수 있다. 디지털 빔포밍부(204)는 다수의 송신 경로들(206-1 내지 206-N)로 디지털 빔포밍된 변조 심벌들을 출력한다. 이때, MIMO(multiple input multiple output) 전송 기법에 따라, 변조 심벌들은 다중화되거나, 다수의 송신 경로들(206-1 내지 206-N)로 동일한 변조 심벌들이 제공될 수 있다.
다수의 송신 경로들(206-1 내지 206-N)은 디지털 빔포밍된 디지털 신호들을 아날로그 신호로 변환한다. 이를 위해, 다수의 송신 경로들(206-1 내지 206-N) 각각은 IFFT(inverse fast fourier transform) 연산부, CP(cyclic prefix) 삽입부, DAC, 상향 변환부를 포함할 수 있다. CP 삽입부는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식을 위한 것으로, 다른 물리 계층 방식(예: FBMC(filter bank multi-carrier))이 적용되는 경우 제외될 수 있다. 즉, 다수의 송신 경로들(206-1 내지 206-N)은 디지털 빔포밍을 통해 생성된 다수의 스트림(stream)들에 대하여 독립된 신호처리 프로세스를 제공한다. 단, 구현 방식에 따라, 다수의 송신 경로들(206-1 내지 206-N)의 구성요소들 중 일부는 공용으로 사용될 수 있다.
아날로그 빔포밍부(208)는 아날로그 신호에 대한 빔포밍을 수행한다. 이를 위해, 디지털 빔포밍부(204)는 아날로그 신호들에 빔포밍 가중치들을 곱한다. 여기서, 빔포밍 가중치들은 신호의 크기 및 위상을 변경하기 위해 사용된다. 구체적으로, 다수의 송신 경로들(206-1 내지 206-N) 및 안테나들 간 연결 구조에 따라, 아날로그 빔포밍부(240)는 다양하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 다수의 송신 경로들(206-1 내지 206-N) 각각이 하나의 안테나 어레이와 연결될 수 있다. 다른 예로, 다수의 송신 경로들(206-1 내지 206-N)이 하나의 안테나 어레이와 연결될 수 있다. 또 다른 예로, 다수의 송신 경로들(206-1 내지 206-N)은 적응적으로 하나의 안테나 어레이와 연결되거나, 둘 이상의 안테나 어레이들과 연결될 수 있다.
도 2b는 본 개시의 실시예들에 따른 전력 증폭기를 포함하는 RFIC(radio frequency integrated circuit)의 예를 도시한다. 5G 통신에서, mmWave 대역에서의 효율적인 통신을 위해 mmWave phased array RFIC가 개발 중이다. mmWave 대역에서 높은 통신 성능을 위해, IC 내 고출력(high power), 고효율(highly efficient), 고선형(highly linear)한 전력 증폭기(power amplifier, PA)(예: CMOS(complementary metal-oxide-semiconductor)/Si(silicon)-based PA)의 개발이 요구된다.
도 2b를 참조하면, RFIC(200)는 복수의 RF 체인들(216, 216-1)을 포함할 수 있다. RFIC(200)에 입력되는 RF 신호(212)는 분배기(혹은 결합기, 커플러)(214)를 통해 각 RF 체인에게 분배될 수 있다. 일 실시예에 따라, 분배기(214)는 수동 소자 혹은 능동 소자로 구성될 수 있다.
복수의 RF 체인들(216, 216-1) 각각은 전력 증폭기를 포함할 수 있다. 무선 통신 시스템에서 기지국(110) 혹은 단말(120)의 송신 신호는 무선 채널을 통해 전달되기 때문에, 심한 감쇄를 겪는다. 이를 위해, 기지국(110) 또는 단말(120)의 송신기는 송신 신호의 증폭을 위한 증폭기를 포함하도록 구성될 수 있다. 에어(air)로 전달되는 신호의 증폭을 위해, 복수의 RF 체인들 각각에 전력 증폭기가 배치될 수 있다. 전력 증폭기는 인가된 신호를 증폭하여 안테나에게 전달할 수 있다. 도 2b에서는 도시되지 않았으나, 전력 증폭기를 통과한 신호는 필터 및 전송 선로를 거쳐 안테나(예: 어레이 안테나의 안테나 엘리멘트)에게 전달된다.
도 2b에서는, 본 개시의 실시예들을 통해 제안하고자 하는 RFIC의 예시적인 구조가 서술되었다. 한편, 도 2b에 도시된 RFIC 구조는 RF 신호 입력부터 안테나까지의 전달 과정을 설명하기 위한 일 실시예일 뿐이다. 즉, 도 2b가, 본 개시의 실시예들 중에서, 후술되는 전력 증폭기를 포함하면서 도 2b와 다른 구조를 갖는 RFIC를 배제하는 것으로 해석되지 않는다.
도 2b에 도시된 바와 같이, 전력 증폭기를 포함하는 RFIC는 상향링크를 수신하는 경로와 하향링크를 송신하는 경로가 다를 수 있다. 상향링크 신호를 수신하는 경로(path)와 하향링크 신호를 송신하는 경로는 동일한 안테나를 공유할 수 있다.
전력 증폭기의 성능은 RFIC의 전체 성능에 영향을 미친다. 높은 성능 및 고효율을 위해, 본 개시의 실시예들에 따른 전력 증폭기는 보상 정보를 적용한 하향링크 신호를 전송할 수 있다. 시분할 통신 시스템(TDD)에서 발생되는 하향링크 신호 전송의 비선형성을 개선하기 위해, 전치 왜곡기에 보상 정보를 적용할 수 있다. 이와 같은 보상 정보의 적용은 전력 증폭기의 상태에 기반하여 이루어질 수 있다.
도 3은 본 개시의 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 무선 자원 영역의 예를 도시한다. 본 개시의 다양한 실시예들에서, 무선 자원 영역은 시간-주파수(time-frequency) 영역의 구조를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 무선 통신 시스템은 NR 통신 시스템을 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 무선 자원 영역에서 가로축은 시간 영역을, 세로축은 주파수 영역을 나타낸다. 무선 프레임(304)의 길이는 10ms이다. 무선 프레임(304)은 10개의 서브프레임들로 구성되는 시간 영역 구간일 수 있다. 서브프레임(303)의 길이는 1ms이다. 시간 영역에서의 구성 단위는 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 및/또는 DFT-s-OFDM(DFT(discrete fourier transform)-spread-OFDM) 심볼일 수 있고, Nsymb개의 OFDM 및/또는 DFT-s-OFDM 심볼들(301)이 모여 하나의 슬롯(302)을 구성할 수 있다. 다양한 실시예들에서, OFDM 심볼은 OFDM 다중화 방식을 사용하여 신호를 송수신하는 경우에 대한 심볼을 포함할 수 있고, DFT-s-OFDM 심볼은 DFT-s-OFDM 또는 SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 다중화 방식을 사용하여 신호를 송수신하는 경우에 대한 심볼을 포함할 수 있다. 주파수 영역에서의 최소 전송 단위는 서브캐리어(subcarrier)로서, 자원 그리드(resource grid)를 구성하는 캐리어 대역폭(carrier bandwidth)은 총 Nsc BW개의 서브캐리어들(305)로 구성될 수 있다. 또한, 본 개시에서는 설명의 편의를 위해 하향링크 신호 송수신에 관한 실시예가 설명되나, 이는 상향링크 신호 송수신에 관한 실시예에 대해서도 적용 가능하다.
일부 실시예들에서, 하나의 서브프레임(303)을 구성하는 슬롯(302)의 개수 및 슬롯(302)의 길이는 서브캐리어 간격에 따라 다를 수 있다. 이러한 서브 캐리어 간격은 뉴멀로지(numerology)(μ)로 지칭될 수 있다. 즉, 서브캐리어 간격, 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 슬롯의 길이, 서브프레임의 길이는 가변적으로 구성될 수 있다. 예를 들어, NR 통신 시스템에서 서브캐리어 간격(subcarrier spacing, SCS)이 15kHz인 경우, 1개의 슬롯(302)이 하나의 서브프레임(303)을 구성하며, 슬롯(302) 및 서브프레임(303)의 길이는 각각 1ms일 수 있다. 또한, 예를 들어, 서브캐리어 간격이 30kHz인 경우, 2개의 슬롯이 하나의 서브프레임(303)을 구성할 수 있다. 이 때, 슬롯의 길이는 0.5ms이며 서브프레임의 길이는 1ms이다.
일부 실시예들에서, 통신 시스템에 따라 서브캐리어 간격, 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수, 슬롯의 길이, 서브프레임의 길이는 가변적으로 적용될 수 있다. 예를 들어, LTE 시스템의 경우 서브캐리어 간격은 15kHz이고, 2개의 슬롯들이 하나의 서브프레임을 구성하며, 이 때, 슬롯의 길이는 0.5ms이고 서브프레임의 길이는 1ms일 수 있다. 다른 예를 들어, NR 시스템의 경우, 서브캐리어 간격(μ)은 15kHz, 30kHz, 60kHz, 120kHz, 240kHz 중 하나일 수 있고, 서브캐리어 간격(μ)에 따라 하나의 서브프레임에 포함되는 슬롯의 개수는, 1, 2, 4, 8, 16 일 수 있다.
시간-주파수 영역에서 자원의 기본 단위는 자원 요소(resource element, RE)(306)일 수 있고, 자원 요소(306)는 OFDM 심볼 인덱스 및 서브캐리어 인덱스로 표현될 수 있다. 자원 블록은 복수 개의 자원 요소들을 포함할 수 있다NR 시스템에서, 자원 블록(Resource Block, RB) 또는 물리적 자원 블록(physical resource block, PRB)(307)은 주파수 영역에서 NSC RB개의 연속된 서브캐리어들로 정의될 수 있다. 서브캐리어들의 개수 NSC RB =12 일 수 있다. 주파수 영역은 공통 자원 블록(common resource block, CRB)들을 포함할 수 있다. 주파수 영역 상의 대역폭 부분(bandwidth part, BWP)에서 물리적 자원 블록(PRB)이 정의될 수 있다. CRB 및 PRB 번호는 서브캐리어 간격에 따라 다르게 결정될 수 있다. LTE 시스템에서, RB는 시간 영역에서 Nsymb개의 연속된 OFDM 심볼들과 주파수 영역에서 NSC RB개의 연속된 서브캐리어들로 정의될 수 있다.
NR 및/또는 LTE 시스템에서 하향링크 데이터 또는 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보는 하향링크 제어 정보(downlink control information, DCI)를 통해 기지국(110)으로부터 단말(120)에게 전달될 수 있다. 다양한 실시예들에서, DCI는 다양한 포맷에 따라 정의될 수 있으며, 각 포맷은 DCI가 상향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보(예: UL grant)를 포함하는지, 하향링크 데이터에 대한 스케줄링 정보(DL resource allocation)를 포함하는지, 제어 정보의 크기가 작은 컴팩트 DCI 인지, fall-back DCI 인지, 다중 안테나를 사용한 공간 다중화(spatial multiplexing)가 적용되는지, 및/또는 전력제어용 DCI 인지를 나타낼 수 있다. 예를 들면, NR DCI format 1_0 또는 NR DCI foramt 1_1은 하향링크 데이터에 대한 스케줄링을 포함할 수 있다. 또한, 예를 들면, NR DCI format 0_0 또는 NR DCI foramt 0_1은 상향링크 데이터에 대한 스케줄링을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 도 3은 무선 통신 시스템에서 하향링크 및 상향링크 슬롯 구조의 일 예시를 나타낸다. 특히, 도 3은 3GPP NR 시스템의 자원 격자(resource grid)의 구조를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 슬롯은 시간 도메인에서 복수의 OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 심볼을 포함할 수 있고, 주파수 도메인에서 복수의 자원 블록(resource block, RB)을 포함할 수 있다. 신호는 자원 격자의 일부 혹은 전부로 구성될 수 있다. 또한, 일반적으로 하나의 슬롯에 포함되는 OFDM 심볼의 수는 CP(cyclic prefix)의 길이에 따라 달라질 수 있다. 도 3에서는, 설명의 편의를 위하여 하나의 슬롯이 14 OFDM 심볼로 구성되는 경우를 예시하였으나, 본 개시에서 지칭하는 신호의 경우 심볼의 구성을 특정하지 않는다. 이에 더하여, 생성하는 신호의 변조 방식은 특정 값의 QAM(Quadrature Amplitude Modulation)으로 한정되지 않으며, BPSK(Binary phase-shift keying), QPSK(Quadrature Phase Shift Keying) 등 다양한 통신 규격의 변조 방식을 따를 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들은 LTE 통신 시스템 또는 NR 통신 시스템에 기반하여 설명되나, 본 개시의 내용은 이에 국한되는 것이 아니라 상향링크 제어 정보를 전송하기 위한 다양한 무선 통신 시스템에서 적용될 수 있다. 또한, 본 개시에서의 내용은 면허 대역 외에 비면허 대역에서도 필요에 따라 적용될 수 있음은 물론이다.
이하 본 개시에서 상위 계층 시그널링(higher layer signaling) 또는 상위 신호는 기지국(110)에서 물리 계층의 하향링크 데이터 채널을 이용하여 단말(120)에게, 또는 단말(120)에서 물리 계층의 상향링크 데이터 채널을 이용하여 기지국(110)으로 전달되는 신호 전달 방법일 수 있다. 일 실시예에 따라, 상위 계층 시그널링은, RRC(radio resource control) 시그널링, 또는 CU(centralized unit)와 DU(distributed unit) 사이의 F1 인터페이스에 따른 시그널링, 또는 MAC 제어요소(MAC(media access control) control element, MAC CE)를 통해 전달되는 신호 전달 방법 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따라, 상위 계층 시그널링 또는 상위 신호는 복수의 단말(120)들에게 공통으로 전송되는 시스템 정보, 예를 들어 SIB(system information block)가 포함될 수 있다.
도 4는 본 개시의 실시예들에 따른 디지털 전치 왜곡기(digital pre-distorter, DPD)가 포함된 기지국 장치(110)의 기능적 구성을 도시한다.
도 4를 참조하면, 기지국(110)은 DPD(404), 주파수 상향 변환기(405), 전력 증폭기(407) 및 주파수 하향 변환기(411), 보정 알고리즘 부(413)를 포함할 수 있다. 기지국(110)은 DPD(404) 및 보정 알고리즘 부(413)를 포함하는 디지털 블록(415)을 포함할 수 있다. 입력 신호(402)를 획득하는 DPD 동작 과정 및 주파수 하향 변환기(411)로부터 출력 신호(409)를 획득하여 수행되는 보정 알고리즘 부(413)의 동작 과정은 디지털 블록(415)에서 수행될 수 있다. 디지털 블록은 아날로그 신호인 출력 신호(409)와 달리 입력 신호(402)와 같이 디지털 하에서 동작을 수행할 수 있다. 입력 신호(402)는 하향링크 신호로서 PDCCH(physical downlink shared channel), PDSCH(physical downlink shared channel), DMRS(demodulation reference signal), CSI-RS(channel state information-reference signal) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
고속 무선인터넷을 제공하는 무선 통신 시스템은 수 MHz(megahertz)~수십 MHz 대역폭의 신호를 처리해야 하므로, 광대역 신호의 선형증폭 기술이 더욱 요구된다. 전력증폭기에 사용되는 능동소자의 비선형성을 제거하기 위한 기술에는 전치 왜곡이 포함될 수 있다. DPD(404)를 이용한 전치 왜곡 방식은 왜곡 제거 루프를 통해 생성되는 신호가 기저대역(baseband)의 디지털 신호이므로 아날로그 전치 왜곡 방식에 비해 더욱 우수한 선형성 개선 성능을 가질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, DPD(404)는 전력 증폭기로 전송되는 신호를 선형화하기 위해 입력 신호와 출력 신호를 비교할 수 있다. DPD(404)는 출력 신호의 왜곡 성분을 최소화하여 입력 변조 신호가 선형적으로 증폭되어 출력될 수 있도록 신호의 처리를 수행할 수 있다. 구체적으로, TDD(time division duplex) 방식의 무선 통신 시스템에서, 하향링크 신호인 입력 신호는 디지털 기저대역 처리를 거친 후 DPD(404)에서 사전에 왜곡될 수 있다. 사전 왜곡된 하향링크 신호는 주파수 상향 변환기(405)를 거쳐 RF(radio frequency) 신호로 전력 증폭기에게 전송될 수 있다. 사전 왜곡된 RF 대역신호는 전력 증폭기의 비선형특성과 상쇄되어 선형 이득을 가진 출력 신호로서 출력될 수 있다. 또한, DPD(404)는 전력 증폭기를 통과한 출력 신호의 왜곡 성분을 추출하여 보정 알고리즘 부(correction algorithm unit)(413)을 수행할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 디지털 전치 왜곡 방식은 신호의 오차에 기반하여 적응적 제어를 위하여 부가회로가 구성될 수 있다. 부가회로에는 디지털 전치 왜곡의 제어를 위한 DSP(digital signal processor)와 디지털 왜곡 신호 값을 미리 계산하여 로딩하는 LUT(look-up table)가 포함될 수 있다.
도 4를 참조하면, DPD(404)는 전력 증폭기에서 출력되는 신호의 비선형성을 제거하기 위하여 전력 증폭기에 입력되는 신호를 사전에 왜곡시킬 수 있다. DPD(404)는 전력 증폭기에서 비선형 출력 특성을 알고 있어야 입력되는 신호의 비선형 역특성으로 사전 왜곡을 할 수 있다. 따라서, DPD(404)는 전력 증폭기의 특성(예: 출력 신호(409)의 특성)을 파악해야 한다. 입력 신호는 디지털 신호로서 DPD(404)에 입력될 수 있다. DPD(404)에 입력된 입력 신호에 대해 DPD(404) 내에서 보정 알고리즘 부(413)에 의한 신호 보정이 수행될 수 있다. 보정 알고리즘이 수행된 입력 신호는 비선형성을 제거하기 위한 사전에 왜곡된 신호로서 상향 변환기(405)를 거쳐 RF 신호로 변환되어 전력 증폭기에 전달될 수 있다. 전력 증폭기에 전달된 입력 신호의 비선형 역특성은 전력 증폭기의 왜곡 특성과 상쇄되어 출력 신호로서 전송될 수 있다.
DPD(404)의 구성 및 신호 왜곡 방법은 상기 서술된 바와 같다. 다만, TDD 시스템에서, DPD(404)의 신호 선형화에도 불구하고 전력 증폭기의 열화에 따른 하향링크 신호 구간의 일정 구간에서 왜곡 특성이 발생할 수 있는 바, 이하, 전력 증폭기의 열화에 따른 왜곡 특성에 관하여 구체적으로 서술된다.
도 5a 및 5b는 본 개시의 실시예들에 따른 보상기(compensator)를 포함하지 않는 경우 하향링크 전송 구간 상태의 예를 도시한다.
도 5a를 참조하면, 도 4에 도시된 DPD(404)를 포함하는 전력 증폭기 및 이에 의한 신호 특성에 관한 하향링크 전송 구간 상태의 예가 도시된다. 도 5a에 도시된 하향링크 전송 구간의 시간 축을 기준은, TDD 시스템 하에서 복수의 심볼(symbol) 또는 슬롯(slot)으로 이해할 수 있다. 전력 증폭기에 입력된 하향링크 입력 신호(505)는 도 4에서 설명된 바와 같은 DPD(404)의 보정 알고리즘이 수행된 사전에 왜곡된 신호일 수 있다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 전력 증폭기에 입력된 입력 신호에 따른 특성 상태들은 시간 축을 따라 변하지 않을 수 있다. 다만, 이는 입력 신호에 따른 이상적인 상태이고, 실제 전력 증폭기의 열화 특성에 의하여 특성 상태들은 변화할 수 있다.
전력 증폭기(예: 트랜지스터(TR) 접합부)의 온도(510)가 도시된 그래프를 참조하면, TDD 시스템에서, 하향링크 구간(503)에서 입력 신호가 전력 증폭기에 전송될 수 있다. 이 때, 전력 증폭기 소자의 온도가 변화할 수 있다. 구체적으로, 하향링크 구간이 시작되는 구간에서, 전력 증폭기 내의 PCB(printed circuit board)에서 RU(radio unit)의 함체부까지 열 확산이 일어날 수 있다. 열 확산으로 인하여, 전력 증폭기 트랜지스터의 접합부(junction)의 온도가 변화할 수 있다. 열 확산은 하향링크 신호의 전송 구간 중 시작 시점부터 일정 시점까지 온도 변화를 야기할 수 있다. 상기 하향링크 신호의 전송 구간의 시작 시점부터 일정 시점까지의 구간은 제1 구간(예: 열 확산 구간)(507)으로 지칭될 수 있다.
전력 증폭기 소자의 온도 변화는 비선형 왜곡 특성을 야기할 수 있다. 일정 시간이 지난 후, 전력 증폭기의 온도는 열 평형 상태에 도달할 수 있다. 열 평형 상태란, 두 개 이상의 물리적 계(system)가 열 투과 경로에 연결되어 있는 경우, 열 흐름이 없는 상태에 이르는 상태를 의미한다. 양 계의 열 흐름이 없으므로, 온도의 변화가 없는 상태를 의미할 수 있다. 이러한 시스템 내의 온도가 공간적으로 및 시간적으로 일정한 열 평형 상태의 경우, 에너지의 전달이 허용되지 않는 바, 시스템은 안정하다고 판단될 수 있다. 무선 통신 시스템의 전력 증폭기의 경우에도 마찬가지로, 열 평형 상태에 있는 경우, 소자는 안정하다고 판단될 수 있다. 이와 같은 열 평형 상태에 이르게 된 시점을 개시 시점으로 갖는 구간은 제2 구간(예: 열 평형 구간)(509)으로 지칭될 수 있다.
전력 증폭기의 온도 변화와 마찬가지로, 하향링크 입력 신호의 이득(520) 및 위상(530)이 도시된 그래프를 참조하면, 제1 구간(507)에서 입력 신호의 이득 및 위상이 변화할 수 있다. 구체적으로, 제1 구간(507)에서 입력 신호의 이득은 전력 증폭기의 열화로 인하여 원하는 값의 이하로 감소할 수 있다. 또한, 제1 구간(507)에서 입력 신호의 위상은 전력 증폭기의 열화로 인하여 원하는 값의 이상으로 증가할 수 있다. 이득 및 위상 특성의 상태들은 제2 구간(509) 내에서 열 평형 상태에 도달하게 되는 바, 변하지 않을 수, 즉, 안정화될 수 있다. 다만, 위에서 설명한 바와 같이, TDD 시스템 하에서, 하향링크 신호 구간의 첫 구간, 즉, 제1 구간(507)에서 전력 증폭기의 열화 특성이 발생할 수 있고, 이는 출력 신호의 선형성 EVM(error vector magnitude)의 열화를 야기할 수 있다.
EVM은 무선 통신 시스템에서, 송신 신호의 품질을 비교하기 위하여 사용되는 측정 값이다. EVM은 디지털 통신 방식에서 일정 스펙트럼 대역 내 변조된 신호의 변조 품질 척도라고 할 수 있다. EVM이란 디지털 신호의 수신 성능을 나타내는 지표 중 하나로서 원래 신호 벡터로부터 얼마만큼 떨어져 있는지를 보여주는 지표이다. 또다른 통신 품질 지표 중 하나인 SNR 값과 EVM 값의 관계는 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure PCTKR2022020428-appb-img-000003
수학식 1에서, EVM은 오류 벡터 크기, SNR은 신호대잡음비를 나타낸다.
통신 신호의 반송파 누설, 위상 노이즈, 잡음 등은 높은 EVM 측정 값을 나타낼 수 있다. 높은 EVM 측정 값은 통신의 품질 저하를 의미할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전력 증폭기 소자가 열 평형 상태에 있는 경우, 낮은 EVM 측정 값이 나타날 수 있다.
이와 달리, 전력 증폭기의 소자가 열 평형 상태에 있지 않은 경우, 즉, 소자의 온도 변화가 존재하는 경우, 소자의 시스템은 불안정하다고 판단될 수 있다. 소자의 불안정한 시스템은 신호의 비선형 왜곡 특성을 야기할 수 있다. 신호의 비선형 왜곡 특성은 노이즈, 잡음 등 신호의 품질 저하를 야기할 수 있다. 또한, 신호의 품질 저하는 곧 높은 EVM 값으로 나타날 수 있다. 신호의 오차 벡터 크기를 개선하고 높은 통신 품질을 보장하기 위하여, 신호의 송신시, 전력 증폭기의 왜곡 특성을 방지해야 한다.
도 5b를 참조하면, TDD 시스템에서, 입력 신호(505)의 하향링크 전송 구간(503)은 하향링크 신호가 DPD(404)를 거쳐 전력 증폭기(407)로 전송되는 구간일 수 있다. 전력 증폭기(407)는 입력 신호가 인가될 때, 열화가 발생할 수 있고, 이에 출력 신호의 하향링크 전송 구간에 왜곡 특성이 발생할 수 있다. 위에서 설명한 바와 같이, 전력 증폭기가 열 평형 상태 구간(509)에 도달하기 전, 하향링크 전송 구간 중 일정 구간(507)에서 하향링크 신호는 일정하지 못한 왜곡 특성(508)을 가질 수 있다. 왜곡 특성(508)은 신호의 비선형성 및 높은 EVM 값을 야기할 수 있다.
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 개시의 실시예들은 전력 증폭기에서 신호 송신 시, DPD(404)에 의한 비선형성 제거 이외에, TDD 시스템하에서, 하향링크 전송 구간 중 첫 일정 구간 동안 발생하는 왜곡 특성을 개선하기 위한 방안을 제안한다. 이를 위해, 본 개시의 일 실시예들은, 전력 증폭기의 시간에 따른 상태 변화에 기반한 보상 정보를 식별하는 방안을 제안한다. 본 개시의 일 실시예들은 식별한 보상 정보를 보상기에 적용하는 방안을 제안한다. 보상기에 의해 보상 정보가 적용된 신호를 이용하면 비선형성 개선은 물론, 더 나아가 전력 증폭기에 의한 신호의 비왜곡 특성이 개선될 수 있다. 이하, 전력 증폭기 소자의 상태에 따른 보상 정보를 식별하고 적용하는 방안을 구체적으로 서술한다.
이하, 도 6a 내지 도 10을 통해 기존의 전력 증폭기와 열 평형 시점 간의 문제점 및 본 개시의 실시예들을 통해 개선하고자 하는 특징이 서술된다.
도 6a는 본 개시의 실시예들에 따른 디지털 전치 왜곡기의 구체적 구성을 포함하는 기지국 장치(110)의 기능적 구성을 도시한다.
도 6a를 참조하면, 디지털 기저대역(digital baseband) 과정을 거친 입력 신호는 DPD(602)로 입력될 수 있다. 입력 신호는 하향링크 신호로서 PDCCH(physical downlink shared channel), PDSCH(physical downlink shared channel), DMRS(demodulation reference signal), CSI-RS(channel state information-reference signal) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. DPD(602)로 입력된 입력 신호는 디지털 전치 왜곡의 제어를 위한 DSP(606) 및 디지털 왜곡 신호 값을 미리 계산하여 로딩하는 LUT(look-up table)(604)에 기반하여 전력 증폭기의 왜곡 특성의 역특성에 따라 사전에 왜곡될 수 있다. 도 6a의 DPD 블록(603)은 DPD(602), LUT(604), DSP(606), ADC(analog-to-digital converter)(608), 주파수 상향 변환기(610) 및 감쇠기(attenuator)(612)를 포함할 수 있다. 다만, 이하 설명되는 DPD 블록(603)은 이에 제한되지 않고, 디지털 DPD 블록으로서 DPD(602), LUT(604) 및 DSP(606)을 포함하는 디지털 신호의 처리부로 별도로 지칭될 수 있다.
DPD(602)에 입력된 입력 신호는 DAC(digital-to-analog converter)(609)를 거쳐 아날로그 신호로 변조될 수 있다. 아날로그 신호로 변조된 입력 진호는 주파수 상향 변환기(609)를 통해 변조되어 전력 증폭기(611)에 입력될 수 있다. 전력 증폭기에 입력된 입력 신호는 증폭되어 TDD 동기에 맞춰 아이솔레이터(621) 및 BPF(bandpass filter)(613)를 거쳐 안테나(623)로 출력 및 송출될 수 있다. 이 경우, 디지털 전치 왜곡 신호를 생선하기 위한 왜곡 제거 루프가 구성될 수 있다. 전력 증폭기에서 출력되는 출력 신호는 감쇠기(612), 주파수 하향 변환기(610) 및 ADC(608)를 거쳐 디지털 신호로 복조될 수 있다. 디지털 신호로 복조된 출력 신호에 기반하여 DSP(606) 및 LUT(604)는 하향링크 신호의 왜곡 특성을 식별하고 이를 기반한 역특성을 DPD(602)에 적용하여 선형성을 개선하는 보정 알고리즘을 수행할 수 있다. 다만, 상기 서술된 하향링크 신호의 선형성 개선 과정 중 전력 증폭기의 열화에 의해 하향링크 전송 구간 일정 구간에 왜곡 특성이 더 발생할 수 있는 바, 이하, 보상기(620)를 통한 이에 대한 개선 방안을 서술한다.
도 6b는 본 개시의 실시예들에 따른 디지털 전치 왜곡기 및 보상기(620)가 포함된 기지국 장치(110)의 기능적 구성을 도시한다. 본 개시의 실시예들에 따라, TDD 시스템에서 전력 증폭기의 특성 변화에 따른 디지털 전치 왜곡 시스템의 성능 열화를 최소화하여 기지국 송신 시스템의 출력 신호 품질의 개선 방안이 개시된다. 구체적으로, TDD 시스템에서, 이득 및 위상 보상기(620)를 통해 전력 증폭기의 특성 변화를 보상하여 DPD(404)의 성능을 개선할 수 있다. 보상기(620)는 기지국 송신 시스템의 출력 신호 품질을 개선하여 인접 대역 불요파의 성분 개선 및 자기 신호 왜곡을 최소화할 수 있다.
도 6b를 참조하면, 기지국(110) 장치는 위상 보상기(620)를 더 포함할 수 있다. 기지국(110) 장치에서, DPD(404)에 이어 이득 및 위상 보상기(620)가 더 구성될 수 있다. 본 개시에서 보상기(620)는 이득 및 위상을 보상하기 위한 보상기(620)로서 표현되었으나, 본 개시의 실시예들은 이에 한정되지 않는다. 일 실시예에 따라, 보상기(620)는 이득을 보상하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에 따라, 보상기(620)는 위상을 보상하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따라, DPD(404)와 보상기(620)는 디지털 신호를 처리하는 유닛으로서 디지털 블록(415)에 포함될 수 있다. 도 6b에는 보상기(620)가 디지털 블록(415) 내에 구현되는 것으로 도시되었으나, 이는 구현의 한 방법일 뿐, 디지털 블록(415)과 별도로 구현될 수 있음은 물론이다.
보상기(620)는 전력 증폭기에서 출력되는 출력 신호에 기반하여 식별된 보상 정보를 DPD(404)에서 출력되는 신호에 적용할 수 있다. 보상기(620)가 적용하는 보상 정보는 전력 증폭기의 상태에 기반하여 적응적으로 조정될 수 있다. 보상 정보는 이에 제한되지 않고, 사전에 미리 구성되어 있을 수 있다. 보상 정보는 출력 신호의 이득 및 위상 정보에 기반하여 식별될 수 있다. 보상 정보는 이에 제한되지 않고, 이득 또는 위상 중 적어도 하나에 기반하여 식별될 수 있다. 본 개시는, TDD 시스템 하에서 전력 증폭기의 온도 열화에 따른 왜곡 특성을 제거하는 보상기(620)에 관한 것인 바, 보상기(620)가 적용하는 보상 정보는 TDD 시스템에 따라, 시간 단위(예: 심볼, 슬롯 등)를 기준으로 식별될 수 있다.
보상기(620)에 의해 보상 정보가 적용된 신호는 아날로그 신호로 변조되어 전력 증폭기(407)로 입력될 수 있다. 이 경우, 전력 증폭기의 열화에 의해 하향링크 신호 전송 구간의 일정 구간의 신호가 왜곡되더라도, 이러한 왜곡은 보상 정보에 의해 조정된 신호와 상쇄될 수 있다. 왜곡 특성이 상쇄된 신호를 통해 DPD(404)의 선형성이 개선되며 낮은 EVM 값을 얻을 수 있으며, 이에 따라 개선된 신호 품질을 획득할 수 있다.
도 7은 본 개시의 실시예들에 따른 이득 및 위상에 관한 보상 정보에 기반하여 시간 구간에 따른 보상기(620)의 보상 특성 상태의 예를 도시한다.
도 7을 참조하면, 증폭기에 입력된 하향링크 입력 신호(705)는 도 4에서 설명된 바와 같은 DPD(404)의 보정 알고리즘이 수행된 사전에 왜곡된 신호일 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 전력 증폭기에 입력된 입력 신호에 따른 특성 상태들은 시간 축을 따라 변하지 않을 수 있다. 다만, 이는 입력 신호에 따른 이상적인 상태이고, 실제 전력 증폭기의 열화 특성에 의하여 특성 상태들은 변화할 수 있다.
도 7을 참조하여, 위에서 서술한 바와 같이, 제1 구간(707)은 열 확산 구간으로, 신호가 입력됨에 따라 전력 증폭기의 온도가 증가하는 구간일 수 있다. 제1 구간(707)은 입력 신호의 이득이 감소하는 구간일 수 있다. 또한 제1 구간(707)은 입력 신호의 위상이 증가하는 구간일 수 있다. 열 확산에 의해 이득과 위상이 왜곡되는 제1 구간(707)은 TDD 시스템 하에서, 하향링크 전송이 시작되는 시점을 시기로 하여 적어도 하나의 심볼 이상의 길이를 가질 수 있다. 일정 시간이 지난 후 전력 증폭기의 온도가 안정화되는 열 평형 상태에 이르는 제2 구간(709)이 시작될 수 있다. 제2 구간(709)은 전력 증폭기의 온도, 입력 신호의 이득 및 입력 신호의 위상이 변하지 않는 구간일 수 있다. 제2 구간(709)은 TDD 시스템 하에서, 하향링크 전송이 시작되는 시점 이후, 적어도 1개의 심볼 이상의 길이가 지난 후 시작될 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 따라, 보상기(620)는 시간 축을 기준으로 전력 증폭기의 이득 변화 또는 위상 변화와 반대적인 특성을 가질 수 있다. 예를 들어, 보상기(620)는 제1 구간(예: 열 확산 구간)(707)에서 이득을 증가시킬 수 있거나 위상을 감소시킬 수 있다. 일 실시예에 따라, 보상 정보는 시간 축을 따라 증가하는 이득 특성(704)을 가질 수 있다. 일 실시예에 따라, 보상 정보는 시간 축을 따라 감소하는 위상 특성(706)을 가질 수 있다. 이로 인해 전력 증폭기의 TDD 시스템 하에서 성능 열화에 따른 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 특성을 보상하여 DPD(404)의 선형화 성능을 개선할 수 있다.
도 7을 참조하여, 제1 구간(707)에 따른 보상기(620)에 적용되는 이득 또는 위상의 보상 값은 전력 증폭기의 열화에 의하여 왜곡되는 이득 또는 위상의 특성 값에 기반하여 식별될 수 있다. 구체적으로, 보상기(620)에 적용되는 보상 값은 전력 증폭기의 열화에 의하여 왜곡되는 특성 값에 기반하여 식별된 보상 정보에 의해 식별될 수 있다. 식별된 보상 값을 포함하는 보상 정보는 뒤따라 DPD(404)에서 출력되는 신호에 적용될 수 있다. 보상 정보가 적용된 출력 신호는 전력 증폭기에 전송될 수 있고, 전력 증폭기의 열화에 의한 왜곡 특성을 상쇄하여 원하던 품질의 신호가 출력될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들에 따라, 보상 정보는 일단 식별이 되면, 보상기(620)에 적용되어 일정한 정의된 값으로 적용될 수 있다. 다만 일 실시예에 따라, 이에 제한되지 않고, 신호가 입력되는 경우, 전력 증폭기의 상태, 온도의 변화, 이득의 변화 또는 위상의 변화 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 보상 정보가 갱신될 수 있다. 보상 정보는 이득의 변화량, 위상의 변화량, 제2 구간(예: 열 평형 구간)(709)에 이르는 기간, 또는 전력 증폭기의 상태(예: 전력 증폭기의 온도 또는 열팽창계수 등) 중 적어도 하나에 기반하여 식별될 수 있다. 일 실시예에 따라, 보상 정보는 TDD 시스템 하에서, 제1 구간(707)에 따른 시간과 관련해서 식별될 수 있다. 일 실시예에 따라 전력 증폭기의 온도, 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화가 특정 임계 값 이하라고 판단되는 시점은 제1 구간(707)의 종기(즉, 제2 구간(709)의 시기)로 식별되고, 보상 정보는 제1 구간(707)에 관련하여 식별될 수 있다. 이는 신호의 왜곡 특성을 개선하기 위해서 필요한 구간은 제1 구간(707)의 왜곡 구간이므로, 제2 구간(709)에 관한 보상 정보의 식별은 불필요한 낭비이기 때문이다.
상기 서술한 바와 같이, 보상기(620)는 전력 증폭기의 왜곡 특성에 기반한 보상 정보를 이용하여 DPD(404)로부터 출력되는 하향링크 신호에게 보상 값을 적용할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 디지털 전치 왜곡기에 보상 정보를 적용하기 위한 기지국 장치(110)의 동작 흐름을 도시한다.
도 8을 참조하면, 단계(810)에서, 기지국(110)은 DPD(404)의 출력 신호를 획득할 수 있다. TDD 시스템 하에서, DPD(404)의 출력 신호는 하향링크 신호로서 PDCCH(physical downlink shared channel), PDSCH(physical downlink shared channel), DMRS(demodulation reference signal), CSI-RS(channel state information-reference signal) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, DPD(404)의 출력 신호는 디지털 전치 왜곡의 제어를 위한 DSP(digital signal processor)(606) 및 디지털 왜곡 신호 값을 미리 계산하여 로딩하는 LUT(look-up table)(604)에 기반하여 전력 증폭기의 왜곡 특성의 역특성에 따라 사전에 왜곡된 신호일 수 있다. 일 실시예에 따라, DPD(404)의 출력 신호는 DAC 및 주파수 상향 변환기(405)에 의해 변조된 아날로그 신호일 수 있다. 일 실시예에 따라, DPD(404)의 출력 신호는 TDD 시스템 하에서, 시간 축을 기준으로 심볼 또는 슬롯 단위로 연속된 값(예: 전력 증폭기 온도 값, 신호의 이득 또는 위상 등)을 갖도록 표현될 수 있다.
단계(820)에서, 기지국(110)은 하향링크 구간의 왜곡 구간을 식별할 수 있다. 왜곡 구간은 TDD 구성에서 상향링크 구간이 종료된 후, 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡된 특성을 나타내는 왜곡 구간일 수 있다. 도 8에서의 상향링크 구간 혹은 하향링크 구간은 TDD(time division duplex) 구성(configuration)에 따른 구간을 의미한다. 전력 증폭기가 열 평형 상태에 이르기 전까지의 제1 구간(예: 열 확산 구간)(707)에서 전력 증폭기의 온도는 증가할 수 있다. 제1 구간(707)에서 신호의 이득 값은 감소할 수 있다. 제1 구간(707)에서 신호의 위상 값은 증가할 수 있다. 일 실시예에 따라, 전력 증폭기의 온도, 신호의 이득 또는 위상 중 적어도 하나가 변화하는 제1 구간(707)을 왜곡 구간으로 식별할 수 있다. 일정 시간이 경과 후, 전력 증폭기 온도가 더 이상 증가하지 않는 제2 구간(예: 열 평형 구간)(709)이 식별된 경우, 제2 구간(709)의 시작 시점을 상기 왜곡 구간의 종기로 식별할 수 있다. 왜곡 구간은 전력 증폭기의 상태(예: 전력 증폭기의 온도 또는 열팽창계수 등) 또는 열 평형 상태에 이르는 기간에 기반하여 식별될 수 있다. 왜곡 구간은 보상기(620)에게 보상 정보가 적용되어야 하는 구간으로, 전력 증폭기 왜곡 특성 개선이 불필요한 구간까지 왜곡 구간으로 식별하는 것은 불필요한 낭비를 야기할 수 있다. 일 실시예에 따라, 왜곡 구간은 적어도 하나의 심볼 이상의 길이를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에 따라, 왜곡 구간은 TDD 시스템의 시간 축을 기준으로, 시간에 따라 변화하는 특성(예: 전력 증폭기의 온도, 신호의 이득 또는 위상) 값을 가지는 구간일 수 있다.
단계(830)에서, 기지국(110)은 왜곡 구간에서 전력 증폭기를 위한 보상 정보를 식별할 수 있다. 보상 정보는, 왜곡 구간에서 발생하는 전력 증폭기의 왜곡 특성을 감쇄하기 위한 보상 정보를 의미한다. 상기 서술한 바와 같이, 왜곡 구간에서 보상기(620)에 적용되는 이득 또는 위상의 보상 값은 전력 증폭기의 열화에 의하여 왜곡되는 특성 값에 기반하여 식별된 보상 정보에 의해 식별될 수 있다. 일 실시예에 따라, 보상 정보는 이득의 변화량, 위상의 변화량, 제2 구간(예: 열 평형 구간)(709)에 이르는 기간, 또는 전력 증폭기의 상태(예: 전력 증폭기의 온도 또는 열팽창계수 등) 중 적어도 하나에 기반하여 식별될 수 있다. 일 실시예에 따라, 보상 정보는 TDD 시스템 하에서, 왜곡 구간에 따른 단위 시간과 관련해서 식별될 수 있다.
단계(840)에서, 기지국(110)은, DPD(404)의 출력 신호에 상기 식별된 보상 정보를 적용할 수 있다. 다시 말해서, 보상기(620)는 전력 증폭기의 왜곡 특성에 기반한 보상 정보를 이용하여 DPD(404)로부터 출력되는 하향링크 신호에게 보상 값을 적용할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들에 따라, 보상 정보는 일단 식별이 되면, 보상기(620)에 적용되어 일정한 정의된 값으로, 뒤따르는 하향링크 신호에게 적용될 수 있다. 다만 일 실시예에 따라, 이에 제한되지 않고, 연속되는 신호가 입력되는 경우, 전력 증폭기의 상태, 온도의 변화, 신호 이득의 변화 또는 신호 위상의 변화 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 보상 정보가 갱신될 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 하향링크 구간의 왜곡 구간을 식별하기 위한 기지국 장치(110)의 동작 흐름을 도시한다. 일 실시예에 따라, 전력 증폭기의 온도, 신호의 이득 또는 위상 중 적어도 하나가 변화하는 구간이 왜곡 구간으로 식별될 수 있다. 일정 시간이 경과 후, 전력 증폭기 온도가 더 이상 증가하지 않는 제2 구간(예: 열 평형 구간)(709)이 식별된 경우, 위 구간의 시작 시점을 상기 왜곡 구간의 종기로 식별할 수 있다. 왜곡 구간은 전력 증폭기의 상태(예: 전력 증폭기의 온도 또는 열팽창계수 등) 또는 열 평형 상태에 이르는 기간에 기반하여 식별될 수 있다. 왜곡 구간은 보상기(620)에게 보상 정보가 적용되어야 하는 구간으로, 전력 증폭기 왜곡 특성 개선이 불필요한 구간까지 왜곡 구간으로 식별하는 것은 불필요한 낭비를 야기할 수 있다. 일 실시예에 따라, 왜곡 구간은 적어도 하나의 심볼 이상의 길이를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에 따라, 왜곡 구간은 TDD 시스템의 시간 축을 기준으로, 시간에 따라 변화하는 특성(예: 전력 증폭기의 온도, 신호의 이득 또는 위상) 값을 가지는 구간일 수 있다.
도 9를 참조하여, 단계(910)에서, 기지국(110)은, 전력 증폭기의 온도 및 온도 변화를 감지할 수 있다. 일 실시예에 따라, 전력 증폭기의 온도 변화는 TDD 시스템 하에서, 시간 단위에 따른 값의 변화를 의미할 수 있다. 이하, 도 9에는 온도 및 온도 변화의 감지가 개시되었으나 이에 제한되지 않고, 신호의 이득 및 이득의 변화 또는 신호의 위상 및 위상의 변화를 감지함에 따라 왜곡 구간을 식별할 수 있다.
단계(920)에서, 기지국(110)은, 전력 증폭기의 온도의 변화량을 임계 값과 비교하여 임계 값 이하인지 식별할 수 있다. 일 실시예에 따라, 기지국(110)은 하향링크 전송 개시 시점에서 전력 증폭기의 왜곡 특성에 따른 온도의 변화량이 존재하는 경우, 상기 하향링크 전송 개시 시점을 온도 및 온도 변화 감지의 시작 시점으로 식별할 수 있다. 예를 들어, 기지국(110)은 하향링크 개시 시점의 전력 증폭기 온도의 변화량이 일정 값 이상인 경우, 온도 변화 감지의 시작 시점으로 식별할 수 있다. 일 실시예에 따라, 임계 값은 사전에 정의되어 있는 특정 값일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 다른 일 실시예에 따라, 임계 값은 전력 증폭기의 상태, 신호의 왜곡 특성 또는 외부 요인 등에 의해 적응적으로 정의될 수 있다. 일 실시예에 따라, 임계 값은 전력 증폭기가 열 평형 상태에 도달한 경우의 온도 변화량일 수 있다.
기지국(110)은 왜곡 구간을 식별하기 위하여 전력 증폭기가 열 확산 상태에 있는 구간을 식별해야 한다. 즉, 왜곡 구간은 하향링크 전송 개시 시점부터 전력 증폭기가 열 평형 상태에 도달하는 시점까지 구간을 의미할 수 있다. 전력 증폭기가 열 평형 상태에 도달하였는지 판단을 하기 위하여는 전력 증폭기의 온도 변화량을 비교할 수 있다. 전력 증폭기의 열 평형 상태는 전력 증폭기의 온도 변화가 더 이상 없는 상태를 의미할 수 있다. 일 실시예에 따라, 전력 증폭기의 온도 변화량이 특정 임계 값 이하로 식별되는 경우, 열 평형 상태에 이른 것으로 식별할 수 있다. 일 실시예에 따라, 전력 증폭기의 온도 변화량을 비교하는 임계 값은 사전에 미리 정의되어 있을 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들에 따라, 감지된 전력 증폭기의 열 변화량이 임계 값 이하로 식별된 경우, 단계(930)으로 진행한다. 다양한 실시예에 따라, 감지된 전력 증폭기의 열 변화량이 임계 값을 초과하여 식별된 경우, 전력 증폭기는 아직 열 확산 구간에 있는 것으로 식별되어 단계(910)으로 되돌아간다.
단계(930)에서, 기지국(110)은, TDD 시스템 하에서, 하향링크 전송 구간의 시작 시점부터 전력 증폭기 온도의 변화량이 임계 값 이하가 된 시점까지의 구간을 왜곡 구간으로 식별할 수 있다. 일 실시예에 따라, 하향링크 전송 시작 후 일정 시간이 경과 이 경과한 때, 전력 증폭기 온도가 더 이상 증가하지 않는 제2 구간(예: 열 평형 구간)(709)이 식별된 경우, 열 평형 구간의 시작 시점을 상기 왜곡 구간의 종기로 식별할 수 있다. 왜곡 구간은 전력 증폭기의 상태(예: 전력 증폭기의 온도 또는 열팽창계수 등) 또는 열 평형 상태에 이르는 기간에 기반하여 식별될 수 있다. 왜곡 구간은 보상기(620)에게 보상 정보가 적용되어야 하는 구간으로, 전력 증폭기 왜곡 특성 개선이 불필요한 구간까지 왜곡 구간으로 식별하는 것은 불필요한 낭비를 야기할 수 있다. 일 실시예에 따라, 왜곡 구간은 적어도 하나의 심볼 이상의 길이를 가질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에 따라, 왜곡 구간은 TDD 시스템의 시간 축을 기준으로, 시간에 따라 변화하는 특성(예: 전력 증폭기의 온도, 신호의 이득 또는 위상) 값을 가지는 구간일 수 있다. 상기 서술된 바와 같이, 식별된 왜곡 구간에 기반하여 전력 증폭기의 왜곡 특성을 감쇄하기 위한 보상 정보가 식별될 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 왜곡 구간에서 전력 증폭기를 위한 보상 정보를 식별하기 위한 기지국 장치(110)의 동작 흐름을 도시한다.
도 10을 참조하면, 기지국(110)은 왜곡 구간에서 발생하는 전력 증폭기의 왜곡 특성을 감쇄하기 위한 보상 정보를 식별할 수 있다. 왜곡 구간에서 보상기(620)에 적용되는 이득 또는 위상의 보상 값은 전력 증폭기의 열화에 의하여 왜곡되는 특성 값에 기반하여 식별된 보상 정보에 의해 식별될 수 있다. 일 실시예에 따라, 보상 정보는 이득의 변화량, 위상의 변화량, 제2 구간(예: 열 평형 구간)(709)에 이르는 기간, 또는 전력 증폭기의 상태(예: 전력 증폭기의 온도 또는 열팽창계수 등) 중 적어도 하나에 기반하여 식별될 수 있다. 일 실시예에 따라, 보상 정보는 TDD 시스템 하에서, 왜곡 구간에 따른 단위 시간과 관련해서 식별될 수 있다.
단계(1010)에서, 기지국(110)은 식별된 왜곡 구간 내에서 단위 시간 당 이득 또는 위상의 변화량을 식별할 수 있다. 일 실시예에 따라, 전력 증폭기의 열화에 따른 단위 시간 당 이득 또는 위상의 왜곡 특성이 발생할 수 있다. 이는 TDD 시스템 하에서, 단위 심볼 혹은 슬롯 당 이득 또는 위상의 변화량을 의미할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들은 전력 증폭기의 열화에 의한 이득 또는 위상의 변화량을 식별하나, 이에 제한되지 않고 전력 증폭기의 온도 변화에 의한 다른 파라미터의 변화량을 식별할 수도 있다.
단계(1020)에서, 기지국(110)은 식별된 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량에 기반하여 보상 정보를 식별할 수 있다. 일 실시예에 따라, 식별되는 보상 정보는, 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량과 반대 값을 갖는 정보일 수 있다. 보상 정보는 DPD(404)에서 출력되는 신호에 적용되어, 이후에 전력 증폭기의 열화에 의해 발생할 왜곡 특성(예: 이득 또는 위상의 변화)을 상쇄시키기 위한 정보이기 때문이다. 일 실시예에 따라, TDD 시스템 하에서, 보상 정보는 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화와 대응되는 시간(예: 심볼 또는 슬롯)에 기반하여 식별될 수 있다. 즉, 보상 정보는 이득 또는 위상 중 적어도 하나가 변화하는 심볼 또는 슬롯에 대응하여 식별된 보상 값을 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들은 전력 증폭기의 열화에 의한 이득 또는 위상의 변화에 대한 보상 정보를 식별하나, 이에 제한되지 않고 전력 증폭기의 온도 변화에 의한 다른 파라미터의 변화량을 식별할 수도 있다.
단계(1030)에서, 기지국(110)은 식별된 보상 정보를 DPD(404)에서 출력되는 신호에 적용할 수 있다. 일 실시예에 따라, 식별된 보상 정보는 전력 증폭기 열화에 의한 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량을 보상할 보상 값들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 보상기(620)는 전력 증폭기의 왜곡 특성에 기반한 보상 정보를 이용하여 DPD(404)로부터 출력되는 하향링크 신호에게 보상 값을 적용할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들에 따라, 보상 정보는 일단 식별이 되면, 보상기(620)에 적용되어 일정한 정의된 값으로, 뒤따르는 하향링크 신호에게 적용될 수 있다. 다만 일 실시예에 따라, 이에 제한되지 않고, 연속되는 신호가 입력되는 경우, 전력 증폭기의 상태, 온도의 변화, 신호 이득의 변화 또는 신호 위상의 변화 중 적어도 하나에 기반하여 적응적으로 보상 정보가 갱신될 수 있다.
상기 서술된 바와 같이, DPD(404)의 선형성 개선을 위하여, 전력 증폭기의 열화에 의한 왜곡 특성을 상쇄시키기 위한 보상기(620)를 포함하는 기지국(110)의 동작 흐름이 예시된다. 다만, 이는 기지국(110)에 제한되지 않고, 단말(120)의 상향링크 신호 전송에도 동일한 보상기(620) 및 동작에 관한 흐름이 적용될 수 있다.
도 11은 본 개시의 실시예들에 따른 보상기(620)에 따른 왜곡 특성의 감소의 예를 도시한다. 구체적으로, 도 11은 전력 증폭기의 출력 스펙트럼 선형성의 열화를 도시한다.
도 11을 참조하면, 주파수 영역에서 하향링크 신호 전송 구간 전체에 대한 스펙트럼(1100)을 도시한다. 전력 증폭기의 열화에 의해 신호의 품질이 나빠지게 되는 경우, 필요 대역(1120), 제1 불요 대역(1110) 및 제2 불요 대역(1130) 구간에는 스퓨리어스(spurious) 성분이 발생할 수 있다. 스펙트럼 상, 필요 대역(1120)에서 발생하는 스퓨리어스 성분은 전송되는 하향링크 신호 성분과 겹치게 되어 가시적인 측정이 어려운 반면, 제1 불요 대역(1110) 또는 제2 불요 대역(1130)에서 발생하는 스퓨리어스 성분(1101)은 가시적인 성능 열화로 측정될 수 있다. 제1 불요 대역(1110) 또는 제2 불요 대역(1130)에서 발생하는 스퓨리어스 성분(1101)은 대역 외 발사와 더불어 불요 방사(unwanted emission)에 포함될 수 있다.
도 11을 참조하면, TDD 시스템 하에서, 하향링크 신호 전송에 따라 전력 증폭기의 성능이 열화될 수 있다. 전력 증폭기 성능이 열화됨에 따라 하향링크 신호의 품질은 저하될 수 있으며, 신호 품질의 저하는 스펙트럼 상 스퓨리어스 성분이 발생한 결과(1101)으로 나타날 수 있다. 본 개시의 다양한 실시예들에 따라, 기지국(110)은 이득 또는 위상에 관한 보상 정보에 기반하여 보상 정보를 하향링크 신호에 적용하여 전력 증폭기의 성능을 개선할 수 있다. 전력 증폭기 성능이 개선됨에 따라 하향링크 신호의 품질은 개선될 수 있으며, 신호 품질의 개선은 스펙트럼 상 스퓨리어스 성분이 제거된 결과(1103)로 나타날 수 있다. 신호 품질의 개선을 위해서는 필요 주파수 대역 이외, 예를 들어, 필요 대역으로부터 이격된 주파수에서 발생하는 신호 성분이 발생하지 않아야 한다. 본 개시의 다양한 실시예들에 따라, 이득 또는 위상의 보상기(620)를 적용하여 전력 증폭기 성능 열화에 따른 왜곡 특성을 감쇄한 하향링크 신호는 제1 불요 대역(1110) 또는 제2 불요 대역(1130)에서 스퓨리어스 성분이 제거된 결과(1103)로 나타날 수 있다.
도 12은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 무선 통신 시스템에서 기지국 장치(110)의 기능적 구성을 도시한다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 12을 참조하면, 기지국(110)은 통신부(1201), 백홀통신부(1203), 저장부(1205), 제어부(1207)를 포함한다.
통신부(1201)는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부(1201)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부(1201)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부(1201)는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 통신부(1201)는 도 1 내지 도 10을 통해 서술된 송신단의 동작 혹은 수신단의 동작들 중 적어도 하나를 수행하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따라, 통신부(1201)는 상향링크 신호를 단말(120)로부터 수신하도록 구성될 수 있다.
통신부(1201)는 기저대역 신호를 RF(radio frequency) 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 이를 위해, 통신부(1201)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(1201)는 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부(1201)는 다수의 안테나 엘리멘트들(antenna elements)로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이(antenna array)를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부(1201)는 디지털 유닛(digital unit) 및 아날로그 유닛(analog unit)으로 구성될 수 있으며, 아날로그 유닛은 동작 전력, 동작 주파수 등에 따라 다수의 서브 유닛(sub-unit)들로 구성될 수 있다. 일 실시예에 따라, 통신부(1201)는 빔을 형성하는 유닛, 즉 빔포밍부(beamforming unit)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(1201)는 빔포밍을 위한 MMU(massive MIMO unit)을 포함할 수 있다.
통신부(1201)는 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(1201)는 적어도 하나의 송수신기(transceiver)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신부(1201)는 동기 신호(synchronization signal), 기준 신호(reference signal), 시스템 정보, 메시지, 제어 정보, 또는 데이터 등을 전송할 수 있다. 또한, 통신부(1201)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 통신부(1201)는, 송수신하고자 하는 신호에 제어부(1207)의 설정에 따른 방향성을 부여하기 위해, 신호에 빔포밍 가중치를 적용할 수 있다. 일 실시예에 따라, 통신부(1201)는 스케줄링 결과 및 송신 전력 계산 결과에 따라 기저 대역 신호를 생성할 수 있다. 또한, 통신부(1201) 내 RF 유닛은 생성된 신호를 안테나를 통해 송신할 수 있다.
통신부(1201)는 상술된 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부(1201)의 전부 또는 일부는 '송신부', '수신부' 또는 '송수신부'로 지칭될 수 있다. 또한, 이하 설명에서, 무선 채널을 통해 수행되는 송신 및 수신은 통신부(1201)에 의해 상술된 바와 같은 처리가 수행되는 것을 포함하는 의미로 사용된다.
백홀통신부(1203)는 네트워크 내 다른 노드들과 통신을 수행하기 위한 인터페이스를 제공한다. 즉, 백홀통신부(1203)는 기지국(110)에서 다른 노드, 예를 들어, 다른 접속 노드, 다른 기지국, 상위 노드, 코어 네트워크 등으로 송신되는 비트열을 물리적 신호로 변환하고, 다른 노드로부터 수신되는 물리적 신호를 비트열로 변환한다.
저장부(1205)는 기지국(110)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(1205)는 메모리(memory)를 포함할 수 있다. 저장부(1205)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 그리고, 저장부(1205)는 제어부(1207)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다.
제어부(1207)는 기지국(110)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(1207)는 통신부(1201)를 통해 또는 백홀통신부(1203)를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(1207)는 저장부(1205)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(1207)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택(protocol stack)의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(1207)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따라, 제어부(1207)는 기지국(110)이 전술된 다양한 실시예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다. 일 실시예 따라, 제어부(1207)는 상향링크 채널을 추정할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 제어부(1207)는, DPD(404)의 제1 출력 신호를 획득하고, TDD(time division duplex) 구성(configuration)에서 상향링크 구간 종료 후, 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡 구간을 식별하고, 상기 왜곡 구간에서 상기 기지국(110)의 전력 증폭기를 위한 보상(compensation) 정보를 식별하고, 및 상기 DPD(404)의 제2 출력 신호에 상기 보상 정보가 적용된 신호를 상기 전력 증폭기에게 제공하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 제어부(1207)는, 상기 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡 구간을 식별하기 위해, 상기 전력 증폭기의 온도 및 온도 변화량을 감지하고, 상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인지를 식별하고, 및 상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인 경우, 상기 하향링크 구간의 시작 시점부터 상기 온도 변화량이 임계 값이 된 시점까지의 구간을 상기 왜곡 구간으로 식별하도록 더 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 제어부(1207)는, 상기 왜곡 구간에서 상기 기지국(110)의 전력 증폭기를 위한 보상 정보를 식별하기 위해, 상기 왜곡 구간 내에 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량을 식별하고, 상기 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량에 기반하여 상기 보상 정보를 식별하고, 및 상기 식별된 보상 정보를 DPD(404)에 제공하도록 더 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보상 정보는, 상기 전력 증폭기의 상태 정보, 상기 출력 신호의 이득 변화량, 또는 상기 출력 신호의 위상 변화량 중 적어도 하나에 기반하여 식별되고, 상기 전력 증폭기의 상태 정보는 상기 전력 증폭기의 온도 정보 또는 열팽창계수 정보 중 적어도 하나의 정보와 관련될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 제어부(1207)는, 상기 보상 정보를 상기 기지국(110)의 보상기(620)에 저장하고, 상기 왜곡 구간에서 상기 기지국(110)의 전력 증폭기를 위한 또다른 보상 정보를 식별하고, 및 상기 보상 정보에 상기 식별된 또다른 보상 정보를 갱신하도록 더 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보상 정보는, 상기 기지국(110)의 보상기(620)에 사전에 정의되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 제어부(1207)는, 상기 전력 증폭기의 온도 변화량을 감지하고, 및 상기 감지된 온도 변화량에 기반하여 상기 임계 값을 식별하도록 더 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 임계 값은, 상기 기지국(110)의 제어부(1207)에 사전에 정의되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 왜곡 구간은, TDD 구성에서, 심볼(symbol) 또는 슬롯(slot) 중 적어도 하나의 단위로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 단위 시간은, TDD 구성에서, 심볼(symbol) 또는 슬롯(slot) 중 적어도 하나일 수 있다.
도 12에 도시된 기지국(110)의 구성은, 기지국(110)의 일 예시일뿐, 도 12에 도시된 구성으로부터 본 개시의 다양한 실시예들을 수행하는 기지국의 예가 한정되지 않는다. 즉, 다양한 실시예들에 따라, 일부 구성이 추가, 삭제, 변경될 수 있다.
도 12에서는 기지국(110)을 하나의 엔티티로 서술하였으나, 전술된 바와 같이, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 기지국(110)은 일체형 배치뿐만 아니라(예: LTE의 eNB), 분산 배치(distributed deployment)를 갖는 액세스 네트워크(access network)를 형성하도록 구현될 수 있다. 도 1 내지 도 10의 실시예들을 설명하기 위해 예시된 바와 같이, 기지국은 CU(central unit)와 DU(digital unit)로 구별되어, CU는 상위 계층 기능(upper layers) (예: PDCP(packet data convergence protocol, RRC)) DU는 하위 계층 기능(lower layers)(예: MAC(medium access control), PHY(physical))을 수행하도록 구현될 수 있다.
이와 같이, 분리형 배치를 갖는 기지국은, 프론트홀 인터페이스 통신을 위한 구성을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 기지국은, DU로서, 유선 통신 환경에서 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행할 수 있다. DU는 전송 매체(transmission medium)(예: 구리선, 광섬유)를 통해 장치와 장치간의 직접적인 연결을 제어하기 위한, 유선 인터페이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, DU는 구리선을 통해 다른 장치에게 전기적 신호를 전달하거나, 전기적 신호와 광신호간 변환을 수행할 수 있다. DU는 분산형 배치의 CU에 연결될 수 있다. 그러나, 이러한 기재가 DU가 무선 망을 통해 CU와 연결되는 시나리오를 배제하는 것으로 해석되지 않는다. 또한, DU는 RU(radio unit)와 추가적으로 연결될 수도 있다. 그러나, 이러한 기재가 CU와 DU만으로 구성된 무선 환경을 배제하는 것으로 해석되지 않는다.
도 13은 본 개시의 실시예들에 따른 단말 장치(120)의 기능적 구성을 도시한다. 이하 사용되는 '...부', '...기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 13을 참조하면, 단말(120)은 통신부(1301), 저장부(1303), 제어부(1305)를 포함한다.
통신부(1301)는 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 예를 들어, 통신부(1301)는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 통신부(1301)는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 통신부(1301)는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 통신부(1301)는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, 통신부(1301)는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서, 오실레이터, DAC, ADC 등을 포함할 수 있다.
또한, 통신부(1301)는 다수의 송수신 경로(path)들을 포함할 수 있다. 나아가, 통신부(1301)는 안테나부를 포함할 수 있다. 통신부(1301)는 다수의 안테나 엘리멘트들로 구성된 적어도 하나의 안테나 어레이를 포함할 수 있다. 하드웨어의 측면에서, 통신부(1301)는 디지털 회로 및 아날로그 회로(예: RFIC(radio frequency integrated circuit))로 구성될 수 있다. 여기서, 디지털 회로 및 아날로그 회로는 하나의 패키지로 구현될 수 있다. 또한, 통신부(1301)는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 통신부(1301)는 빔포밍을 수행할 수 있다. 통신부(1301)는, 송수신하고자 하는 신호에 제어부(1305)의 설정에 따른 방향성을 부여하기 위해, 신호에 빔포밍 가중치를 적용할 수 있다.
또한, 통신부(1301)는 신호를 송수신할 수 있다. 이를 위해, 통신부(1301)는 적어도 하나의 송수신기(transceiver)를 포함할 수 있다. 통신부(1301)는 하향링크 신호를 수신할 수 있다. 하향링크 신호는 동기 신호(synchronization signal, SS), 기준 신호(reference signal, RS)(예: CRS(cell-specific reference signal), DM(demodulation)-RS), 시스템 정보(예: MIB, SIB, RMSI(remaining system information), OSI(other system information)), 설정 메시지(configuration message), 제어 정보(control information) 또는 하향링크 데이터 등을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(1301)는 상향링크 신호를 전송할 수 있다. 상향링크 신호는 상향링크 제어 정보(uplink control information, UCI), 랜덤 액세스 관련 신호(예: 랜덤 액세스 프리앰블(random access preamble, RAP)(또는 Msg1(message 1)), Msg3(message 3)), 기준 신호(예: SRS(sounding reference signal), DM-RS), 또는 버퍼 상태 보고(buffer status report, BSR) 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상향링크 제어 정보는, SR(scheduling request), HARQ(hybrid acknowledge) 절차의 ACK/NACK 정보, 또는 CSI(channel state information) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따를 때, 통신부(1301)는 상향링크 DMRS 할당 정보를 수신할 수 있다. 또한, 일 실시예에 따를 때, 통신부(1301)는 상향링크 DMRS 심볼을 전송할 수 있다.
구체적으로, 통신부(1301)는 RF 처리부 및 기저대역 처리부를 포함할 수 있다. RF 처리부는 신호의 대역 변환, 증폭 등 무선 채널을 통해 신호를 송수신하기 위한 기능을 수행한다. RF 처리부는 상기 기저대역 처리부로부터 제공되는 기저대역 신호를 RF 대역 신호로 상향변환한 후 안테나를 통해 송신하고, 상기 안테나를 통해 수신되는 RF 대역 신호를 기저대역 신호로 하향 변환한다. 예를 들어, RF 처리부는 송신 필터, 수신 필터, 증폭기, 믹서(mixer), 오실레이터(oscillator), DAC(digital to analog convertor), ADC(analog to digital convertor) 등을 포함할 수 있다. 단말(120)은 하나 이상의 안테나들을 포함할 수 있다. RF 처리부는 다수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 나아가, RF 처리부는 빔포밍(beamforming)을 수행할 수 있다. 상기 빔포밍을 위해, RF 처리부는 다수의 안테나들 또는 안테나 요소(element)들을 통해 송수신되는 신호들 각각의 위상 및 크기를 조절할 수 있다.
기저대역 처리부는 시스템의 물리 계층 규격에 따라 기저대역 신호 및 비트열 간 변환 기능을 수행한다. 예를 들어, 데이터 송신 시, 기저대역 처리부는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성한다. 또한, 데이터 수신 시, 상기 기저대역 처리부는 RF 처리부로부터 제공되는 기저대역 신호를 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다. 예를 들어, OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 방식에 따르는 경우, 데이터 송신 시, 기저대역 처리부는 송신 비트열을 부호화 및 변조함으로써 복소 심벌들을 생성하고, 상기 복소 심벌들을 부반송파들에 매핑한 후, IFFT(inverse fast Fourier transform) 연산 및 CP(cyclic prefix) 삽입을 통해 OFDM 심벌들을 구성한다. 또한, 데이터 수신 시, 기저대역 처리부는 RF 처리부로부터 제공되는 기저대역 신호를 OFDM 심벌 단위로 분할하고, FFT(fast Fourier transform) 연산을 통해 부반송파들에 매핑된 신호들을 복원한 후, 복조 및 복호화를 통해 수신 비트열을 복원한다.
통신부(1301)는 상술된 바와 같이 신호를 송신 및 수신한다. 이에 따라, 통신부(1301)의 전부 또는 일부는 송신부, 수신부, 또는 송수신부로 지칭될 수 있다. 나아가, 통신부(1301)는 서로 다른 다수의 무선 접속 기술들을 지원하기 위해 다수의 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 또한, 통신부(1301)는 서로 다른 주파수 대역의 신호들을 처리하기 위해 서로 다른 통신 모듈들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 서로 다른 무선 접속 기술들은 무선 랜(예: IEEE 802.1x), 셀룰러 망(예: LTE, NR) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 서로 다른 주파수 대역들은 극고단파(SHF: super high frequency)(예: 2.5GHz, 5Ghz) 대역, mm파(millimeter wave)(예: 60GHz) 대역을 포함할 수 있다. 또한 통신부(1301)는 서로 다른 주파수 대역(예: LAA(licensed Assisted Access) 혹은 NR-U(unlicensed)를 위한 비면허 대역, CBRS(citizens broadband radio service)(예: 3.5 GHz)) 상에서 동일한 방식의 무선 접속 기술을 이용할 수도 있다.
저장부(1303)는 단말(120)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(1303)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. 저장부(1303)는 상기 단말(120)의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다.
제어부(1305)는 단말(120)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(1305)는 통신부(1301)를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(1305)는 저장부(1303)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 그리고, 제어부(1305)는 통신 규격에서 요구하는 프로토콜 스택의 기능들을 수행할 수 있다. 이를 위해, 제어부(1305)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 제어부(1305)는 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 또한, 통신부(1301)의 일부 및 제어부(1305)는 CP라 지칭될 수 있다. 제어부(1305)는 통신을 수행하기 위한 다양한 모듈들을 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따라, 제어부(1305)는 단말(120)이 후술하는 다양한 실시예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
상기 제어부(1305)는 상기 단말(120)의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 상기 제어부(1305)는 통신부(1301)를 통해 신호를 송수신한다. 또한, 상기 제어부(1305)는 상기 저장부(1303)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 이를 위해, 상기 제어부(1305)는 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(1305)는 통신을 위한 제어를 수행하는 CP (communication processor) 및 응용 프로그램 등 상위 계층을 제어하는 AP (application processor)를 포함할 수 있다. 본 개시의 다양한실시예들에 따라, 상기 제어부(1305)는 동적 스펙트럼 공유의 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 일 실시 에에 따라, 상기 제어부(1305)는 EN-DC 환경에서, 단말(120)이 LTE의 셀 및 NR의 셀을 동적으로 이용하도록 구성될 수 있다. 또한, 일 실시 에에 따라, 상기 제어부(1305)는 EN-DC 환경뿐만 아니라 MR-DC 환경에서, 단말(120)이 두 노드들에 의한 셀들을 동적으로 이용하도록 구성될 수 있다. 이 외에 상기 제어부(1305)는 전술된 다양한 실시예들에 따른 동작들을 수행하도록 단말(120)을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 제어부(1305)는, DPD(404)의 제1 출력 신호를 획득하고, TDD(time division duplex) 구성(configuration)에서 상향링크 구간 종료 후, 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡 구간을 식별하고, 상기 왜곡 구간에서 상기 단말(120)의 전력 증폭기를 위한 보상(compensation) 정보를 식별하고, 및 상기 DPD(404)의 제2 출력 신호에 상기 보상 정보가 적용된 신호를 상기 전력 증폭기에게 제공하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 제어부(1305)는, 상기 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡 구간을 식별하기 위해, 상기 전력 증폭기의 온도 및 온도 변화량을 감지하고, 상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인지를 식별하고, 및 상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인 경우, 상기 하향링크 구간의 시작 시점부터 상기 온도 변화량이 임계 값이 된 시점까지의 구간을 상기 왜곡 구간으로 식별하도록 더 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 제어부(1305)는, 상기 왜곡 구간에서 상기 단말(120)의 전력 증폭기를 위한 보상 정보를 식별하기 위해, 상기 왜곡 구간 내에 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량을 식별하고, 상기 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량에 기반하여 상기 보상 정보를 식별하고, 및 상기 식별된 보상 정보를 DPD(404)에 제공하도록 더 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보상 정보는, 상기 전력 증폭기의 상태 정보, 상기 출력 신호의 이득 변화량, 또는 상기 출력 신호의 위상 변화량 중 적어도 하나에 기반하여 식별되고, 상기 전력 증폭기의 상태 정보는 상기 전력 증폭기의 온도 정보 또는 열팽창계수 정보 중 적어도 하나의 정보와 관련될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 제어부(1305)는, 상기 보상 정보를 상기 단말(120)의 보상기(620)에 저장하고, 상기 왜곡 구간에서 상기 단말(120)의 전력 증폭기를 위한 또다른 보상 정보를 식별하고, 및 상기 보상 정보에 상기 식별된 또다른 보상 정보를 갱신하도록 더 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보상 정보는, 상기 단말(120)의 보상기(620)에 사전에 정의되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 제어부(1305)는, 상기 전력 증폭기의 온도 변화량을 감지하고, 및 상기 감지된 온도 변화량에 기반하여 상기 임계 값을 식별하도록 더 구성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 임계 값은, 상기 단말(120)의 제어부(1305)에 사전에 정의되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 왜곡 구간은, TDD 구성에서, 심볼(symbol) 또는 슬롯(slot) 중 적어도 하나의 단위로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 단위 시간은, TDD 구성에서, 심볼(symbol) 또는 슬롯(slot) 중 적어도 하나일 수 있다.
본 개시에서 채널 품질은 다양한 지표들이 이용될 수 있다. 채널 품질은 RSRP(reference signal received power), RSRQ(reference signal received quality), BRSRP(beam reference signal received power), RSRI(received signal strength indicator), SNR(signal and noise ratio), SINR(signal to interference and noise ratio), CINR(carrier to interference and noise ratio), EVM(error vector magnitude), BER(bit error rate), BLER(block error rate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상술한 예 외에도, 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어들 혹은 채널 품질을 나타내는 다른 지표(metric)들이 사용될 수 있음은 물론이다. 본 개시에서, 최적의 채널 품질이란 채널 품질이 높음을 의미할 수 있다. 높은 채널 품질이란, 신호의 세기와 관련된 지표의 크기가 큰 것을 의미하고, 채널 품질이 낮음은 상기 지표의 크기가 낮은 것을 의미한다. 오류율과 관련된 지표(예: EVM, BER, BLER)에서는, 지표의 크기가 작을수록, 상대적으로 높은 채널 품질을 의미할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 기지국(110)에 의해 수행되는 방법은, DPD(404)의 제1 출력 신호를 획득하는 과정, TDD(time division duplex) 구성(configuration)에서 상향링크 구간 종료 후, 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡 구간을 식별하는 과정, 상기 왜곡 구간에서 상기 기지국(110)의 전력 증폭기를 위한 보상(compensation) 정보를 식별하는 과정, 및 상기 DPD(404)의 제2 출력 신호에 상기 보상 정보가 적용된 신호를 상기 전력 증폭기에게 제공하는 과정을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 기지국(110)에 의해 수행되는 방법은, 상기 전력 증폭기의 온도 및 온도 변화량을 감지하는 과정, 상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인지를 식별하는 과정, 및 상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인 경우, 상기 하향링크 구간의 시작 시점부터 상기 온도 변화량이 임계 값이 된 시점까지의 구간을 상기 왜곡 구간으로 식별하는 과정을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 기지국(110)에 의해 수행되는 방법은, 상기 왜곡 구간 내에 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량을 식별하는 과정, 상기 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량에 기반하여 상기 보상 정보를 식별하는 과정, 및 상기 식별된 보상 정보를 DPD(404)에 제공하는 과정을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보상 정보는, 상기 전력 증폭기의 상태 정보, 상기 출력 신호의 이득 변화량, 또는 상기 출력 신호의 위상 변화량 중 적어도 하나에 기반하여 식별되고, 상기 전력 증폭기의 상태 정보는 상기 전력 증폭기의 온도 정보 또는 열팽창계수 정보 중 적어도 하나의 정보와 관련할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 기지국(110)에 의해 수행되는 방법은, 상기 보상 정보를 상기 기지국(110)의 보상기(620)에 저장하는 과정, 상기 왜곡 구간에서 상기 기지국(110)의 전력 증폭기를 위한 또다른 보상 정보를 식별하는 과정, 및 상기 보상 정보에 상기 식별된 또다른 보상 정보를 갱신하는 과정을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 보상 정보는, 상기 기지국(110)의 보상기(620)에 사전에 정의되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 무선 통신 시스템에서, 기지국(110)에 의해 수행되는 방법은, 상기 전력 증폭기의 온도 변화량을 감지하는 과, 및 상기 감지된 온도 변화량에 기반하여 상기 임계 값을 식별하는 과정을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 임계 값은, 상기 기지국(110)의 제어부에 사전에 정의되어 있을 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 왜곡 구간은, TDD 구성에서, 심볼(symbol) 또는 슬롯(slot) 중 적어도 하나의 단위로 이루어질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 단위 시간은, TDD 구성에서, 심볼(symbol) 또는 슬롯(slot) 중 적어도 하나일 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 비휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (15)

  1. 무선 통신 시스템에서, 기지국에 의해 수행되는 방법에 있어서,
    DPD(digital predistortion)의 제1 출력 신호를 획득하는 과정;
    TDD(time division duplex) 구성(configuration)에서 상향링크 구간 종료 후, 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡 구간을 식별하는 과정;
    상기 왜곡 구간에서 상기 기지국의 전력 증폭기를 위한 보상(compensation) 정보를 식별하는 과정; 및
    상기 DPD의 제2 출력 신호에 상기 보상 정보가 적용된 신호를 상기 전력 증폭기에게 제공하는 과정을 포함하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡 구간을 식별하는 과정은,
    상기 전력 증폭기의 온도 및 온도 변화량을 감지하는 과정;
    상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인지를 식별하는 과정; 및
    상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인 경우, 상기 하향링크 구간의 시작 시점부터 상기 온도 변화량이 임계 값이 된 시점까지의 구간을 상기 왜곡 구간으로 식별하는 과정을 더 포함하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 왜곡 구간에서 상기 기지국의 전력 증폭기를 위한 보상 정보를 식별하는 과정은,
    상기 왜곡 구간 내에 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량을 식별하는 과정;
    상기 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량에 기반하여 상기 보상 정보를 식별하는 과정; 및
    상기 식별된 보상 정보를 DPD에 제공하는 과정을 더 포함하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 보상 정보는,
    상기 전력 증폭기의 상태 정보, 상기 출력 신호의 이득 변화량, 또는 상기 출력 신호의 위상 변화량 중 적어도 하나에 기반하여 식별되고,
    상기 전력 증폭기의 상태 정보는 상기 전력 증폭기의 온도 정보 또는 열팽창계수 정보 중 적어도 하나의 정보와 관련한 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 보상 정보를 상기 기지국의 보상기에 저장하는 과정;
    상기 왜곡 구간에서 상기 기지국의 전력 증폭기를 위한 또다른 보상 정보를 식별하는 과정; 및
    상기 보상 정보에 상기 식별된 또다른 보상 정보를 갱신하는 과정을 더 포함하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 보상 정보는,
    상기 기지국의 보상기에 사전에 정의되어 있는 방법.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 전력 증폭기의 온도 변화량을 감지하는 과정; 및
    상기 감지된 온도 변화량에 기반하여 상기 임계 값을 식별하는 과정을 더 포함하는 방법.
  8. 청구항 2에 있어서, 상기 임계 값은,
    상기 기지국의 제어부에 사전에 정의되어 있는 방법.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 왜곡 구간은,
    TDD 구성에서, 심볼(symbol) 또는 슬롯(slot) 중 적어도 하나의 단위로 이루어진 방법.
  10. 청구항 3에 있어서, 상기 단위 시간은,
    TDD 구성에서, 심볼(symbol) 또는 슬롯(slot) 중 적어도 하나인 방법.
  11. 무선 통신 시스템에서, 기지국 장치에 있어서,
    적어도 하나의 송수신부(transceiver); 및
    상기 적어도 하나의 송수신부와 기능적으로 결합된 적어도 하나의 프로세서(processor)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는,
    DPD(digital predistortion)의 제1 출력 신호를 획득하고,
    TDD(time division duplex) 구성(configuration)에서 상향링크 구간 종료 후, 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡 구간을 식별하고,
    상기 왜곡 구간에서 상기 기지국의 전력 증폭기를 위한 보상(compensation) 정보를 식별하고, 및
    상기 DPD의 제2 출력 신호에 상기 보상 정보가 적용된 신호를 상기 전력 증폭기에게 제공하도록 구성되는 장치.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 하향링크 구간의 시작 시점부터 왜곡 구간을 식별하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 전력 증폭기의 온도 및 온도 변화량을 감지하고,
    상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인지를 식별하고, 및
    상기 감지된 온도 변화량이 임계 값 이하인 경우, 상기 하향링크 구간의 시작 시점부터 상기 온도 변화량이 임계 값이 된 시점까지의 구간을 상기 왜곡 구간으로 식별하도록 더 구성되는 장치.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 왜곡 구간에서 상기 기지국의 전력 증폭기를 위한 보상 정보를 식별하기 위해, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 왜곡 구간 내에 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량을 식별하고,
    상기 단위 시간 당 이득 또는 위상 중 적어도 하나의 변화량에 기반하여 상기 보상 정보를 식별하고, 및
    상기 식별된 보상 정보를 DPD에 제공하도록 더 구성되는 장치.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 보상 정보는,
    상기 전력 증폭기의 상태 정보, 상기 출력 신호의 이득 변화량, 또는 상기 출력 신호의 위상 변화량 중 적어도 하나에 기반하여 식별되고,
    상기 전력 증폭기의 상태 정보는 상기 전력 증폭기의 온도 정보 또는 열팽창계수 정보 중 적어도 하나의 정보와 관련한 장치.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
    상기 보상 정보를 상기 기지국의 보상기에 저장하고,
    상기 왜곡 구간에서 상기 기지국의 전력 증폭기를 위한 또다른 보상 정보를 식별하고, 및
    상기 보상 정보에 상기 식별된 또다른 보상 정보를 갱신하도록 더 구성되는 장치.
PCT/KR2022/020428 2021-12-24 2022-12-15 무선 통신 시스템에서 신호 보상을 위한 장치 및 방법 WO2023121138A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/653,314 US20240283472A1 (en) 2021-12-24 2024-05-02 Apparatus and method for signal compensation in wireless communication system

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20210187643 2021-12-24
KR10-2021-0187643 2021-12-24
KR1020220005919A KR20230097918A (ko) 2021-12-24 2022-01-14 무선 통신 시스템에서 신호 보상을 위한 장치 및 방법
KR10-2022-0005919 2022-01-14

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US18/653,314 Continuation US20240283472A1 (en) 2021-12-24 2024-05-02 Apparatus and method for signal compensation in wireless communication system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023121138A1 true WO2023121138A1 (ko) 2023-06-29

Family

ID=86903308

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2022/020428 WO2023121138A1 (ko) 2021-12-24 2022-12-15 무선 통신 시스템에서 신호 보상을 위한 장치 및 방법

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20240283472A1 (ko)
WO (1) WO2023121138A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116707571A (zh) * 2023-08-08 2023-09-05 中国电信股份有限公司 双频远端射频单元的信号均衡处理方法、装置及相关设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050009479A1 (en) * 2003-01-23 2005-01-13 Braithwaite Richard Neil Digital transmitter system employing self-generating predistortion parameter lists and adaptive controller
KR100798399B1 (ko) * 2007-03-23 2008-01-28 에스케이텔레시스 주식회사 Ｔｄｄ 방식의 이동통신시스템에서의 신호 송수신장치
KR20090020659A (ko) * 2006-06-08 2009-02-26 가부시끼가이샤 도시바 왜곡 보상 장치. 증폭 장치, 송신기 및 왜곡 보상 방법
KR20090029351A (ko) * 2007-09-18 2009-03-23 삼성전자주식회사 이동통신 단말기의 비선형성을 보상하기 위한 장치 및 방법
KR20090097295A (ko) * 2008-03-11 2009-09-16 주식회사 케이티 디지털 전치왜곡 방식을 이용한 ｔｄｄ 무선통신 시스템 및그 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050009479A1 (en) * 2003-01-23 2005-01-13 Braithwaite Richard Neil Digital transmitter system employing self-generating predistortion parameter lists and adaptive controller
KR20090020659A (ko) * 2006-06-08 2009-02-26 가부시끼가이샤 도시바 왜곡 보상 장치. 증폭 장치, 송신기 및 왜곡 보상 방법
KR100798399B1 (ko) * 2007-03-23 2008-01-28 에스케이텔레시스 주식회사 Ｔｄｄ 방식의 이동통신시스템에서의 신호 송수신장치
KR20090029351A (ko) * 2007-09-18 2009-03-23 삼성전자주식회사 이동통신 단말기의 비선형성을 보상하기 위한 장치 및 방법
KR20090097295A (ko) * 2008-03-11 2009-09-16 주식회사 케이티 디지털 전치왜곡 방식을 이용한 ｔｄｄ 무선통신 시스템 및그 방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116707571A (zh) * 2023-08-08 2023-09-05 中国电信股份有限公司 双频远端射频单元的信号均衡处理方法、装置及相关设备
CN116707571B (zh) * 2023-08-08 2023-10-24 中国电信股份有限公司 双频远端射频单元的信号均衡处理方法、装置及相关设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20240283472A1 (en) 2024-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020166818A1 (ko) 무선 통신 시스템에서, 사용자 장치에 의하여, srs를 송신하는 방법 및 장치
WO2018128297A1 (ko) 측정 정보를 보고하는 방법 및 이를 위한 단말
WO2020145562A1 (ko) 무선 통신 시스템에서, 사용자 장치에 의하여, 원격 크로스 링크 간섭을 제거하기 위한, srs를 송신하는 방법 및 장치
WO2018199691A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 전력을 공유하는 방법 및 장치
WO2017217630A1 (en) Method and apparatus for allocating resources to fdr-mode ue in a wireless communication system
WO2019070091A1 (ko) Lte와 nr간의 이중 연결에서 상향링크를 전송하는 방법 및 사용자 장치
WO2018030875A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 아날로그 빔 관련 정보를 전송하는 방법 및 상기 방법을 이용하는 개체
WO2010082756A2 (en) Method and apparatus of transmitting sounding reference signal in multiple antenna system
EP3403340A1 (en) Apparatus and method for supporting unified wireless backhaul and access network in wireless communication system
WO2011102631A2 (en) Relay node apparatus for transmitting and receiving signal according to link operation mode in wireless communication system and method thereof
WO2014123389A1 (ko) 간섭 제거를 위해 네트워크 지원 정보를 전송하는 방법 및 서빙셀 기지국
WO2019083341A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 장치의 동작 방법 및 상기 방법을 이용하는 장치
WO2021162491A1 (en) Method and apparatus for interference measurement
WO2014185676A1 (ko) 측정 수행 방법 및 단말
WO2017119637A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 간섭 제어를 위한 방법 및 장치
WO2014112716A1 (ko) 간섭 제거를 통한 측정 수행 방법 및 단말
WO2018026223A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 단말에 의해 수행되는 파워 헤드룸 보고 방법 및 상기 방법을 이용하는 단말
WO2014077489A1 (ko) 매크로셀과 소규모셀이 공존할 때 소규모셀의 커버리지 확장 지역에서 측정을 수행하는 방법 및 단말
WO2022014889A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 인접 채널 간섭의 측정 및 보고를 제어하는 방법 및 장치
WO2018190678A1 (ko) 무선 통신 시스템에서 초기 접속을 수행하는 방법 및 장치
WO2014069929A1 (ko) 간섭 제거 수신 방법 및 단말
WO2014112749A1 (ko) 간섭 제거 수신 방법 및 단말
WO2017222137A2 (en) Method and apparatus for allocating resources to fdr-mode ue in a wireless communication system
EP3847776A1 (en) An apparatus and a method for determining activation state of secondary cell and user equipment in wireless communication system
WO2014112825A1 (ko) 간섭 제거를 지원하기 위한 자원 할당 방법 및 서빙셀 기지국

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22911771

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE