Digital predistorters for communication systems with dynamic spectrum allocation

A new predistortion technique for dynamic spectrum allocation systems such as cognitive radio (CR) is proposed. The system model considered in this paper occupies a small band at a time, but the center frequency can be changed in the wide range of frequency. In this scenario. the front-end filter may not eliminate the harmonics of the power amplifier (PA) output. The proposed PD reduces the spectral regrowth of the fundamental signal at the carrier frequency (${\omega}_0$) and removes the harmonics ($2{\omega}_0$, $3{\omega}_0$, ...) at the same time. The proposed PD structure is composed of multiple predistorters (PDs) centered at integer multiples of ${\omega}_0$. The PD at ${\omega}_0$ is for removing spectral regrowth of the fundamental signal, and the others are for harmonic reduction. In the proposed PD structure, parameters of PDs are found jointly. Simulation results show that the spectral regrowth can be reduced by 20dB, and the 2nd and 3rd harmonics can be reduced down to -70dB from the power of the fundamental signal.

가변 스펙트럼 할당을 지원하는 광대역 전력 증폭기를 위한 디지털 전치왜곡기

인지통신(cognitive radio)과 같이 가변 스펙트럼 할당이 필요한 시스템을 위한 새로운 전치왜곡기를 제안한다. 본 논문에서 고려하는 시스템 모델에서 신호는 한 순간에는 작은 대역폭을 차지하지만 그 중심 주파수가 시간에 따라 변화할 수 있는 상황을 가정한다. 이러한 시나리오에서는 전력 증폭기 출력 단에 위치하는 종단 필터로는 전력증폭기에 의한 하모닉을 제거하지 못하는 상황이 발생할 수 있다. 제안된 전치왜곡기는 기본 주파수 (${\omega}_0$) 신호의 비선형 왜곡을 선형화할 뿐만 아니라, $2{\omega}_0$, $3{\omega}_0$, ...에서 발생하는 하모닉도 동시에 제거한다. 제안된 전치왜곡기는 ${\omega}_0$ 주파수의 정수배에 대응하는 여러 개의 전치왜곡기가 결합된 구조를 가지고 있다. 기본 주파수 ${\omega}_0$에 해당하는 전치왜곡기는 기본 주파수 신호의 선형화를 담당하며, 나머지 주파수에 대응하는 전치왜곡기는 하모닉을 제거하는 역할을 담당한다. 제안된 전치왜곡기에서 필요한 변수는 최소 평균 자승 에러 알고리즘에 의해 동시에 계산되며, 모의실험 결과에 따르면 제안된 방법을 이용하면 기본 주파수의 스펙트럼에 발생하는 스펙트럼 왜곡이 20dB 감소하며, 2차 및 3차 하모닉도 기본 신호의 전력대비 약 -70dB로 작아지는 것을 확인할 수 있다.