일반기술

링크 전력 송신기

본 기술은 이동통신 단말기용 송신기(transmitter)의 효율과 선형성을 개선시키기 위한 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 높은 선형성을 위해, 링크(LINC: Linear amplification using Nonlinear Components) 송신기를 사용하고, 그것의 효율을 높이기 위해, 링크 송신기의 주 전력 증폭기(main power amplifier)를 강제로 포화(saturation)시킨 다음, 증폭기의 직류(DC) 바이어스(bias) 전력을 조절하여 주 증폭기의 출력 레벨을 원하는 크기로 바꾸는 출력 전력 제어 방법이다. 이러한 방법에 의해, 링크 송신기는 원하는 출력 전력을 송신하기 위해 필요한 직류 전력만을 소모하는 고효율 송신기가 된다. 이 송신기를 구현하기 위한 최적의 전력 증폭기 구조도를 제안하였다. 아울러 이 송신기는 GSM과 같은 일정한 포락선(constant envelope)을 가지는 신호도 효율적으로 송신하기 때문에 본 기술은 SDR용 송신기로서의 응용을 포함한다. 본 기술은 이와 같은 새로운 전력 제어 방법을 사용하는 링크 전력 송신기 및 이의 성능 개선 방법에 관한 것이다.1) 기존 기술의 특징: 3G, 4G 등 차세대 무선 단말기용 전력 송신기에서 고려해야 할 가장 중요한 요소는 효율과 선형성이다. 일반적으로 그 둘은 트레이드오프(trade-off) 관계에 있어, 두 특성을 동시에 만족시키는 것은 매우 어렵다. 단말기의 특성상, 송신기가 주로 출력하는 전력 레벨은 그것이 출력할 수 있는 최고 전력 레벨에 비해 매우 낮다. 따라서 고효율 송신을 위해, 낮은 전력에서의 효율은 높은 전력에서의 효율보다 더욱 더 중요하다. 기존의 단말기용 송신기들은 위의 두 특성을 동시에 개선시키기 위해 다양한 기술들을 사용하고 있다. 2) 제안하는 기술의 특징과 개선점: 본 기술은 단말기용 전력 송신기의 효율과 선형성을 동시에 개선시키기 위한 기술이다. 선형성 개선을 위한 송신기로 링크 송신기를 채택하고, 이의 효율을 개선시키기 위해, 전력 증폭기를 높은 입력 신호에 의해 강제로 포화 시키고, 바이어스 조절에 의해 주 증폭기의 출력 레벨을 제어한다. 링크의 동작 특성상 어떠한 조건의 바이어스를 가하더라도 선형성이 나빠지지 않는다. 이러한 바이어스 조절 결과, 원하는 RF 전력(RF power)을 출력하기 위해 최소의 직류 전력(DC power)를 소모하기 때문에, 송신기는 최고 출력 전력에서부터, 매우 낮은 출력 전력까지 고효율을 유지할 수 있다. 낮은 전력에서 고효율은 단말기용 송신기의 성능개선을 위해 매우 적당하다.