This paper presents a hardware implementation of a digital predistortion for wide-band power amplifier linearization to support a multi-band usage model. The proposed technique can simultaneously linearize multiple band signals in a single power amplifier and address hardware implementation issues from analog imperfections. The proposed algorithm is implemented in field programmable gate array (FPGA) to confirm a feasibility of algorithm and real-time performance. It is the first time that predistortion for multi-band power amplifier linearization is validated through a hardware implementation and experiment.
Experiments are performed in the self-designed test bed. It consists of multi-channel RF equipment and multi-channel digital processing board having FPGA device to load implemented algorithm. Experiment shows enough justification for wide-band power amplifier linearization in terms of suppression of multi-band spectral regrowth. As a result, power efficiency of power amplifier can be increased.
본 논문은 다중 대역 사용 환경을 지원하는 광대역 전력 증폭기 선형화를 위한 디지털 사전 왜곡의 하드웨어 구현을 보여준다. 제안된 기법은 단일 전력 증폭기에서 다중 대역 신호를 동시에 선형화시킬 수 있으며, 아날로그단의 불완전성으로부터 기인한 하드웨어 구현 문제들을 해결할 수 있다. 아날로그단의 불완전성에는 송신 회로 경로와 후방 궤환 회로 경로의 이득, 위상, 시간 지연등이 존재할 수 있다. 제안된 알고리즘은 그 타당성과 실시간 성능을 검증하기 위하여 FPGA 로 구현되었다. 다중 대역 전력 증폭기의 선형화를 위한 사전 왜곡은 하드웨어 구현과 시험을 통해서 입증되었다. 시험은 자체적으로 설계된 시험대에서 수행되었는데, 시험대는 다채널 RF 장비와 구현된 알고리즘을 적재하기 위한 다채널 신호 처리 보드로 구성된다. 시험은 다중 대역 주파수 재성장의 억제 측면에서 광대역 전력 증폭기 선형화를 위한 충분한 근거를 제공한다.
그 결과로써 전력 증폭기의 전력 효율이 증가될 수 있다. 본 논문에서 연구된 다중 대역을 지원하는 광대역 전력 증폭기의 선형화 기법은 아직 연구된 바가 없어 이제 시작에 불과하며, 향후 추가적인 세부 연구 주제가 많이 도출될 수 있는 영역으로 판단된다. 또한, 가까운 미래에 통신 및 신호처리 유관 산업에서 중요한 역할을 하게 될 유용한 기술이라는 점은 확실하다 하겠다.
