Earticle

본 논문에서는 카르테시안 벡터 모듈레이터 전치왜곡기의 선형성 개선을 극대화하기 위해서 전치왜곡기 설계시 고려해야할 파라미터들을 제시하였으며 비선형시작점 조정회로를 사용한 개선된 카르테시안 벡터 모듈레이터 진처왜곡기를 제안하였다. 전치왜곡기의 성능을 확인하기 위해서 2.5 GHz 대역 모바일 WiMax 1FA 신호를 입력으로 하는 15 W 전력증폭기에 제안한 전치왜곡기를 적용하였다. 측정결과, -45.3 dBc의 ACLR을 얻었으며 기존의 다이오드를 사용한 전치왜곡기에 비해서 선형성 개선 구간이 넓어졌을 뿐만 아니라 기존의 전치왜곡기에 비해 약 4 dB 개선된 결과를 얻었다.

In this paper, we represent considering parameters for design of a Cartesian vector modulator predistorter to maximize linearity improvement of the predistorter and propose an advanced Cartesian vector modulator predistrotrer with nonlinear starting point control circuit. In order to confirm the performance of the proposed predistorter, the predistorter is applied to power amplifier with 15 W output power for 2.5 GHz band mobile WiMax 1-FA signal. From the measured results, ACLR of -45.3 dBc with 4 dB improvement of ALCR compared with the previous predistorter is obtained and linearity improvement range is also extended.

This paper has been studied a predistorter which is able to linierizing of RF amplifier using schottkey. If input signal level is low, input signal is delivered directly. And if input signal level is high, input signal Is delivered with decreasing. So RF amplifier always works at saturation region .When this predistorter is used to simplified C-class RF amplifier, we have concluded that efficiency is improved about 3%.

The major reason that reduces the performance of satellite communication channels is known as the nonlinearities of high power amplifiers(HPA's) which are usually modeled by memoryless nonlinear systems, in the channels. This paper proposes a nonlinear adaptive predistorter,which predistorts the input symbols such that the symbol passing through the nonlinear HPA preserves the desired constellation, and derives the region of convergence for the predistorter. The predistorter has capability of coping adaptively with any time-varying environment such as changes of operating points if HPA since the coefficients of the predistorter which has a form of truncated Tayler series are obtained by recursive optimization procedure utilizing QAM data sequence directely. Simulation results show that the proposed one with 16 QAM input has better performance than the conventional fixed predistorter with the same input.

In this paper, predistorter for PCS has been designed and fabricated. In predistorter system IMD signal generator was very important element. In this LPA IMD signal generator was fabricated using main signal cancellation and error signal cancellation of feedforward method and two amplifier that had same IMD characteristics. This LPA showed IMD characteristics of 52㏈c operation in 48㏈m(60W) and made 12㏈ IMD characteristic improvement when it was excited by two tone. In this LPA, to make more IMD characteristic improvement the IMD characteristic resemblance between main amplifier and predistortion amplifier is very important.

고출력 증폭기의 선형화 방법 중 Predistorter 방식은 크기가 작고, 전력 효율이 좋아 고출력 증폭기 선형화에 많이 이용된다. 본 논문에서는 새로운 측정 방법을 이용하여 고출력 증폭기에서 발생하는 혼변조 신호와 Predistorter의 혼변조 신호가 결합하는 경우에 Predistorter의 혼변조 신호의 세기와 위상 변화에 따른 고출력 증폭기에서의 혼변조 신호 감쇠량을 실험적 방법을 통해 추정하였다. 결과적으로 동일한 혼변조 신호, 결합 조건(세기와 위상)의 Predistorter의 선형화 방법은 서로 다른 경로의 신호 결함을 하는 Feedforward 선형화 방법보다 5dB 정도의 혼변조 신호 감쇠량이 낮음을 확인하였다.

Predistorter linearizer having small size and good efficiency is frequently used in High Power Amplifier linearizer system. In this paper, the amount of IMD signal cancellation according to amplitude and phase of predistorter in predistorter type lincarizer is investigated by new experiment method. In the combining method of predistorter type, IMD signal is combined at the amplifier input port, the magnitude and phase of combining signals cannot be easily expected due to different magnitude and phase of incoming signals. By experiment, it is measured that Predistorter linearizer has lower amount of lMD signal cancellation than thoce of Feedforward linearizer at the same condition (amplitude and phase).

M/W 주파수 변환 중계기는 송신 궤환 신호에 의한 발진 가능성이 적고, 가시거리 통신을 하기 때문에 타 시스템에 대한 간섭도 적다. 때문에 도서 지역 등에 기지국 신호를 전송하는 경우에 M/W 중계기를 많이 이용한다. 본 논문에는 이동통신 M/W 주파수 변환 송신기에 적용 가능한 아날로그 predistorter의 설계와 구현에 관한 내용이 기술되어 있다. 본 논문에서 이용한 M/W 주파수 변환 송신기는 1010+/10 MHz의 신호를 11GHz 대역으로 주파수 변환해서 전송한다. 11GHz 대역에서 predistorter를 구현하기는 매우 어렵기 때문에 논문에서는 IF 대역인 1010MHz 대역에서 동작하는 predistorter를 구현하였다. 이와 같은 IF 대역에서 동작하는 predistorter는 IF 단 이후의 전체 송신기를 선형화 하는 효과가 있다. Predistorter의 성능 실험 결과 M/W 주파수 변환 송신기가 10.805GHz에서 25dBm을 출력 할 때 10dB의 ACPR(Adjacent Channel Power Ratio)이 개선됨을 확인하였다.

The probability of an oscillation occurrence in M/W frequency conversion repeaters is low on account of the different operating frequency of the input and output signals. The probability of interference caused by the M/W frequency conversion repeaters to other systems is also low because the systems are used in the line-of-sight. Therefore M/W frequency conversion repeaters are generally used for retransmitting the signal received from base station to the islands. This paper describes the design and implementation of analog predistorter for M/W frequency conversion repeaters in mobile communications. The M/W repeaters convert IF frequency of 1010+/-10MHz to RF frequency of 11GHz. A predistorter can be designed for the M/W repeater operating in either IF or M/W frequency. In this paper IF predistorter operated in 1010MHz is designed and implemented because a M/W predistorter operated in 11GHz is difficult to implement. The IF predistorter can linearize RF modules in the repeater followed by IF stages. The performance test results show that the implemented analog predistorter improves ACPR of 10dB at the output power of 25dBm with the signal frequency of 10.805GHz.

OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)통신 시스템은 다중 경로 간섭에 효과적이며, 대역효율이 우수한 통신 방식이다. 하지만, OFDM 신호는 높은 PAPR(peak to average power ratio)이 나타나므로 HPA(high power amplifier)에 의해 비선형 왜곡이 발생하게 된다. 본 연구는 HPA의 비선형을 보상하기 위해 predisotertor를 사용했을 때, IBO(input back off)에 따른 비선형 특성 변화를 연구하였다. SSPA(solid state power amplifier)에서 IBO=0 ㏈일 경우인 포화점 동작에서는 오히려 predistorter를 사용하지 않는 것이 시스템 성능이 더 좋았다. 하지만, IBO=3 ㏈일 때는 predistorter를 사용하는 시스템이 좋은 성능을 보인다. 즉, 적절한 back-off를 해야만 predistorter의 성능이 발휘된다. 결과적으로 본 연구에서는 predistorter의 이득이 발생되기 시작하는 threshold IBO를 OFDM 시스템의 sub-carrier 수와 SSPA의 비선형 파라메터 p 값에 따라 구하였다.

OFDM system is very useful for the multi-path channel and highly bandwidth-efficient system. However, OFDM signal shows the high PAPR so that nonlinear distortion can happen in the HPA(high power amplifier). This paper studies BER performance variation according to IBO(input back off) values when the predistorter is used fur the compensation for the HPA nonlinearity. In case of the SSPA(solid state power amplifier) of nonlinearity parameter p=0.5 and IBO=0㏈, the system with predistorter is poorer than the one without predistorter. But this situation is inverted, if IBO is increased from 0㏈ to 3㏈. So, we can find that there is a threshold value of IBO for the predistorter to effectively compensate for the nonlinear SSPA when the sub-carrier number and p value are changed.

본 논문은 Doherty 증폭기의 높은 효율을 유지하면서 선형성을 개선하기 위해 아날로그 전치왜곡기를 가진 Doherty 증폭기를 보여준다. 3차 전치왜곡기는 전치왜곡기와 Doherty 증폭기에서 3차와 5차 혼변조 성분이 이루는 위상차를 같게 만들어 3차뿐만 아니라 5차 혼변조 왜곡신호를 동시에 상쇄시킨다. 이것은 전치왜곡기에서 위상조절 왜곡발생기를 이용하여 3차와 5차의 위상차를 독립적으로 조절함으로서 이루어진다. 또한, 간단하고 정확한 위상 측정 장치를 이용하여 왜곡발생기의 위상조절 능력을 실험적으로 확인한다. 실험적인 검증을 위해, 3차 전치왜곡기는 2.11-2.17 GHz의 WCDMA 대역에서 180-W Doherty 증폭기와 구현된다. 투톤 실험결과는 3차와 5차 혼변조 왜곡성분이 크게 상쇄될 수 있음을 보여준다. 또한, 4-carrier WCDMA 응용에서도 넓은 출력 범위에서 상당한 ACLR이 개선된다. 이 기법은 간단한 구조, 작은 크기, 세 가지의 조절 파라미터 때문에 가격 효율적이며 편리하다.

This paper represents a Doherty amplifier (DPA) with analog predistorter (PD) to improve the linearity of the DPA while preserving the high efficiency. A third-order PD cancels fifth-order intermodulation (IM5) as well as third-order intermodulation (IM3) components by their same phase difference in the PD and DPA. This is accomplished by independently controlling their phase by using the phase-controlled error generator in the PD. Also, we confirm the phase-control ability of the error generator experimentally with a simple and accurate phase measurement setup. For experimental verification, a third-order PD has been implemented and tested in a 180-W DPA at the wide-band code division multiple access (WCDMA) band of 2.11-2.17 GHz. Two-tone test results show that significant cancellation of IM3 and IM5 components can be obtained. For four-carrier WCDMA applications, significant adjacent channel leakage ratio (ACLR) improvement is achieved over a wide range of output power levels. This technique is cost-effective and convenient due to its simple structure, compact size, and three control parameters.

본 논문에서는 SLM(selective mapping)과 PTS(partial transmit sequence) 방식을 이용한 STBC MIMO-OFDM(space-time block code multi-input multi-output orthorgonal frequency division multiplexing) 시스템의 PAPR(peak-to-average power ratio) 성능을 분석한다. MIMO-OFDM 시스템에서 SLM과 PTS 방식은 비선형왜곡을 줄이고 비선형 HPA(high power amplifier)의 전력효율을 개선하기 위해 사용된다. 시뮬레이션 결과에서는 QPSK를 사용한 기존의 MIMO-OFDM 시스템과 비교하였을때, SLM의 PAPR이 3.5dB 정도 줄어드는 동안 PTS는 5dB 정도 감소되는 결과를 볼 수 있다. 또한, HPA의 앞단에 사전왜곡기의 유무에 따른 MIMO-OFDM 시스템의 BER 성능을 분석해 본 결과 사전 왜곡기를 사용하였을 때 선형 증폭기에 근접하기 위해서 SLM 방식에서 6dB IBO(input backoff)가 요구되고 PTS 방식에서는 4dB가 요구됨을 확인하였다. PAPR을 개선하는 방식을 사용하지 않으면 8dB의 IBO가 필요하다.

Tn this paper, we evaluate the peak-to-average power ratio (PAPR) performance in a space-time block code (STBC) multi-input multi-output orthogonal frequency division multiplexing (MIMO-OFDM) system using selected mapping (SLM) and partial transmit sequences (PTS) approaches. SLM and PTS methods are used to decrease the nonlinear distortion and to improve the power efficiency of the nonlinear high power amplifier(HPA) in the MIMO-OFDM system. In simulation result, when compared with the existing MIMO-OFDM system using QPSK, the PTS method reduces the PAPR about 5dB while the SLM method can reduce about 3.5 dB. Also, we find the BER performance of the MIMO-OFDM system with and without the predistorter in front of the HPA. When the predistorter is used, the input back-off (IBO) of 4 dB is required in the PTS method, and IBO of 6 dB in the SLM method to closely conform to the linear amplifier. If the method of improving the PAPR is not used, the value of IBO of 8 dB is required.

Herein, we demonstrate clipping distortion suppression of directly modulated multi-IF-over-fiber links using a simple shunt diode predistorter. The dynamic range of a directly modulated analog fiber optic link is limited by nonlinear distortions caused by laser-diode clipping. We investigate the link performance in the context of carrie-to-noise and distortion ratio (CNDR) and error vector magnitude (EVM) requirements when supporting LTE-A services. We also design an analog predistorter with a shunt-diode structure, and demonstrate experimentally that the predistorter has the ability to suppress clipping-induced third-order intermodulation distortions of the link by at most 14 dB. It also improves the CNDR and EVM of the 4-IF-multiplexed LTE-A carriers by 7 dB and 2.9%, respectively.

This paper proposes LUT based predistorter using interpolater to reduce nonlinear distortion which was generated by HPA. We minimized performance degradation from the reduced LUT size with linear interpolation. We updated LUT using LMS algorithm using input data as reference data. As a result, it is shown that when the size of the LUT is 8, linear interpolation is the most outstanding performance in the view of performance and H/W complexity.

Two analog predsitorters (PDs) using the mixing operation are proposed to compensate for the memory effects of the power amplifier and then significantly cancel IM3 components with the independent control of IM3 terms. In the first PD, IM3 terms are generated by using mixing operation of low frequency terms. In the second PD, the double mixing operation of the fundamental components is used. For a two-tone signal with 20-MHz tone spacing, the notable IM3 suppression is achieved over a whole output power range.

최근 밀리미터파 대역을 활용하는 이동통신시스템이 제안되고 있으며, 60 GHz 대역 전력증폭기로 인해 발생하는 비선형성을 효율적으로 보상하기 위한 방법의 중요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 전력증폭기의 비선형성이 상대적으로 작은 구간과 큰 구간으로 구분하여 계수를 사용하는 다중계수 사전왜곡기 구조를 제안하고, 이를 60 GHz 대역 고출력 전력증폭기 FMM5715X에 적용하여 LTE 신호의 선형성 보상 성능을 평가하였다. 하드웨어 테스트베드를 활용한 성능평가를 통해, 기존 방식 대비 제안 방식은 ACLR(Adjacent Channel Leakage Ratio) 측면에서 최대 6 dB 개선됨을 보인다.

Recently, mobile communication systems using the millimeter-wave frequency band have been proposed, and the importance of efficient compensation of the nonlinearity caused by 60 GHz high-power amplifiers(HPAs) is increasing. In this paper, we propose a predistorter structure based on multiple coefficient sets which are separately used to different ranges of input power values. These ranges correspond to varying levels of nonlinearity characteristics. The structure is applied to the 60 GHz HPA FMM5715X and the performance of correcting the nonlinearity of LTE signals is evaluated. Evaluation results using a hardware testbed demonstrate that the proposed predistorter structure achieves the maximum of 6 dB gain over the conventional method in terms of the adjacent channel leakage ratio(ACLR).

Amplifier linearity plays a major role in the design of mordern communication systems. An independently controllable AM/AM and AM/PM predistortion linearizers that consists of two bias feed resistance linearizers is proposed. This linearizer allows independent adjustment of the AM/AM and AM/PM curves by using two adjustable voltages to compensate the power amplifier non-linearities. The predistortion linearizer can improve the ACPR by SdB with cdma2000 multi carrier signals. By applying this linearizer to two-tone 880MHz power amplifier, an improvement of adjacent channel leakage power up to 5dBm has been achieved.

In this paper, a predistortion linearizer using series diode is proposed for linearizing the power amplifier in microwave radio systems. The power amplifier should be operated near saturation region to achieve high efficiency. But at this region, amplitude and phase distortions of the amplifier remarkably increase with the increase of input power and cause a significant adjacent channel interference. The linearizer is composed of a series diode with a parallel capacitor, which provides positive amplitude and negative phase deviations with the increasing input power. This type of linearizer using the nonlinearity of diode has improved the C/I(Carrier to Intermodulation Distortion) ratio well. By applying this linearizer to two-tone 880MHz power amplifier, adjacent channel leakage power is improved up to 5dBm.

현재 사용되고 있는 CDMA 시스템에서는 기지국 내에 사용되는 고출력 증폭기(high power. amplifier)의 비선형 특성으로 인해, 시스템의 송신 신호는 심각한 비선형 왜곡을 겪게되고 이는 결국 시스템의 성능을 크게 악화시키는 요인으로 작용한다. 이러한 고출력 증폭기의 비선형성은 출력 신호 레벨을 선형 영역으로 충분히 backing-off 시킴으로써 감소시킬 수 있으나, 이는 송신 신호의 출력을 과도하게 감소시키게 되어 결국 fade margin을 감소시키는 결과를 가져온다. 본 논문에서는 이러한 고출력 증폭기에서 발생하는 비선형 왜곡을 보상할 수 있는 디지털 사전왜곡기를 하드웨어적으로 직접 구현하여 고출력 증폭기의 특성이 변할 때,LMS 알고리듬을 이용하여 LUT의 값을 갱신함으로써 보다 효과적인 적응 사전왜곡기를 설계하는데 목적이 있다.

초고속 통신을 위해 HPA(High Power Amplifier)를 사용할 때, HPA의 비선형 특성은 전력 효율 및 BER(Bit Error Rate) 성능 및 스펙트럼 효율 등을 열화시키는 원인이 된다. 초고속 통신을 위한 충분한 송신 전력을 얻기 위해서는 HPA의 사용이 불가피하므로 사전왜곡기를 사용하여 HPA의 비선형성을 보상시켜줄 필요가 있다. 본 논문에서는 HPA의 비선형성을 보상해주기 위한 용도의 사전왜곡기를 HPA의 앞단에 사용하여 비선형 왜곡을 보상하여, 이를 성좌도, 스펙트럼, BER 성능 등으로 비교하여 분석하였다. 시뮬레이션 결과, 사전왜곡기를 사용하여 HPA의 비선형성을 보상해줌으로써 이상적인 선형 증폭기와 비슷한 수준의 BER 성능을 얻을 수 있었으며 스펙트럼 마스크도 충족하는 것을 확인할 수 있었다.

When using a high-power amplifier(HPA) for high-speed communication, the nonlinear characteristics of the HPA deteriorate power efficiency, bit error rate(BER) performance, and spectral efficiency. Because it is inevitable to use the HPA to obtain sufficient transmission power for high-speed communication, it is necessary to compensate for nonlinearity of the HPA by using a predistorter. In this study, a predistorter was used to compensate for the nonlinearity of the HPA, and the nonlinear distortion was compensated using the predistorter. Simulation results show that the compensation of the nonlinearity of the HPA using the predistorter achieves a BER performance similar to that of an ideal linear amplifier, and that the spectral mask is also satisfied.

In this paper, the structure of OFDM system is studied, and causes of inter carrier interference (ICI) are analyzed. Based on analysis, this paper shows a technique to prevent a distortion due to nonlinearity of high Power amplifier. The proposed scheme is a predistorter for high power amplifier linearization in orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) system used in wireless local area network(WLAN). This is verified by comparing BER characteristics of OFDM system, between used PD and not used PD.