Highly Efficient High Power Hybrid EER Transmitter for IEEE 802.16e Mobile WiMAX Application

We have described a high power hybrid envelope elimination and restoration(H-EER) transmitter for IEEE 802.16e Mobile World Interoperability for Microwave Access(WiMAX) using an efficiency optimized power amplifier(PA). The PA has been designed to have maximum PAE at the important power generation $V_{ds}$, region using Nitronex 100-W PEP GaN HEMT. For the high power application, H-EER transmitter should be considered the regenerative oscillation problem due to the PA's bias fluctuation effect and bias modulator stability issue. Therefore, the bias modulator for H-EER transmitter has been designed to suppress the regenerative oscillation. For the interlock experiment, the bias modulator has been built with the efficiency of 72% and peak output voltage of 30 V for the envelope signal with a PAPR of 8.5 dB. The H-EER transmitter for WiMAX application has been achieved a high PAE characteristic, 38.8 % at an output power of 41.25 dBm. By using digital predistortion(DPD) technique, the Relative Constellation Error (RCE) has been satisfied the specification of -34.5 dB. This is the first work at 2.655 GHz high power H-EER transmitter for WiMAX application.

IEEE 802.16e Mobile WiMAX용 고효율 고출력 하이브리드 포락선 제거 및 복원 전력 송신기

본 논문에서는 효율이 특화된 전력 증폭기를 이용하여 IEEE 802.16e Mobile WiMAX용 고출력 하이브리드 포락선 제거 및 복원 전력 송신기에 대해 기술하였다. Nitronex사의 100-W PEP를 갖는 GaN HEMT 소자를 이용하여 중요한 전력 생성 $V_{ds}$ 구간에 대하여 최대 PAE를 가질 수 있도록 전력 증폭기를 설계하였다. 고출력 응용을 위해서 하이브리드 포락선 제거 및 복원 전력 송신기를 전력 증폭기의 bias fluctuation 문제 및 바이어스 변조기의 stability 문제에 의한 regenerative 오실레이션 문제를 반드시 고려하여 설계되어야 한다. 연동 실험을 위하여, 8.5 dB의 PAPR을 갖는 포락선 신호에 대해 바이어스 변조기는 30 V의 최대 출력 전압 크기를 가지면서 72 %의 높은 효율을 유지하도록 구현되었다. WiMAX 신호를 목표로 구현된 하이브리드 포락선 제거 및 복원 전력 송신기는 41.25 dBm의 출력 전력에서 38.8%의 놓은 PAE 성능을 얻었다. 또한, 디지털 전치 왜곡 기술을 적용함으로써 전력 송신기의 RCE 성능은 -34.5 dB를 기록하여 WiMAX 신호의 선형화 지표를 만족시킬 수 있었다. 본 연구는 2.655 GHz 주파수 대역에서 처음으로 구현된 WiMAX용 고출력 하이브리드 포락선 제거 및 복원 전력 송신기에 관한 것이다.