LINC 전력 증폭기의 경로 오차 영향 분석 및 보상에 관한 연구

Abstract

본 논문에서는 LINC(LInear amplification with Nonlinear Component) 시스템의 두 경로 간의 이득 및 위상 오차의 발생에 의한 신호 왜곡을 분석하고, 이를 기반으로 생성한 LUT(Look Up Table)를 활용하여 효율적으로 경로 오차를 제거하는 기법을 제안한다. LINC 시스템은 Outphasing 기법을 활용하기 때문에 경로 오차에 의한 EVM (Error Vector Magnitude) 및 ACPR(Adjacent Channel Power Ratio)의 성능 저하가 커진다. 이득 오차, 위상 오차를 두 개의 변수로 하여 EVM과 ACPR을 구하는 방법을 도출하였다. 도출한 방법을 기반으로 EVM, ACPR에 관한 2차원 LUT를 생성하고, 파일럿 신호 없이 효율적으로 경로 오차를 도출하는 기법을 제안하였다. DSP(Digital Signal Processing) 기반의 경로 보상기를 포함한 LINC 시스템을 구축하고 성능을 검증하였다. 대역폭 1.5 MHz, 4.7 dB의 PAPR(Peak to Average Power Ratio)을 갖는 16QAM 신호에 대하여 보상 전에 경로 간 95 %의 이득 비율과 <TEX>$19.33^{\circ}$</TEX>의 위상 지연을 가지고 있는 LINC 시스템에 대하여 제안된 기법을 적용한 경우, 경로 간 이득 비율은 99 % 이상, 위상 지연 값은 <TEX>$0.5^{\circ}$</TEX> 이하로 보정되었으며, ACPR은 18.1 dB 향상됨을 확인하였다. In this paper, we analyse the effect of the path imbalances(gain and phase mismatches) in LINC(LInear amplification with Nonlinear Component) system, and propose a simple scheme using LUTs(Look Up Table) to compensate the path imbalances. The EVM(Error Vector Magnitude) and ACPR(Adjacent Channel Power Ratio) of the LINC system are degraded significantly by the path imbalances because it adopts an outphasing technique. The EVM and ACPR are theoretically extracted for two variables(gain and phase mismatch factors) and 2-D LUTs for those are generated based on the analysis. The efficient and simple compensation scheme for the path imbalances is proposed using the 2-D LUTs. A LINC system with the suggested compensation scheme is implemented, and the proposed method is verified with an experiment. A 16-QAM signal with 1.5 MHz bandwidth is used. Before the compensation, the path gain ratio was 95 % and phase error was <TEX>$19.33^{\circ}$</TEX>. The proposed scheme adjusts those values with 99 % and <TEX>$0.5^{\circ}$</TEX>, and improves ACPR about 18.1 dB.