[发明专利]一种适用于5G宽带MIMO系统的DPD装置及方法

权利要求书

1.一种适用于5G宽带MIMO系统的DPD装置，其特征在于：包括数据处理模块(1)、数模转换模块(2)、信号输出模块(3)、信号反馈模块(4)和模数转换模块(5)，

所述数据处理模块(1)将基带输入信号和反馈信号进行迭代处理，获取预失真系数，通过建立的DPD模型对基带信号进行DPD处理，然后连接至数模转换模块(2)；

所述数模转换模块(2)将数据处理模块(1)处理后的预失真信号进行数模转换，滤波后进行正交IQ调制，连接至信号输出模块(3)；

所述信号输出模块(3)将数模转换模块(2)输入的信号进行功率放大、滤波处理，然后经天线发射输出；

所述信号反馈模块(4)是保证反馈信号至少有两个反馈路径，第一个反馈路径为主反馈回路，第二个反馈路径为辅助反馈回路；

所述主反馈回路通过开关切换方式为多路输出信号共用反馈，同一时间只能接通其中一路输出信号反馈，用于DPD系数的主调节，在所有通道输出都正常时，进行轮询接通，及时更新各通道DPD系数，保证更新通道输出信号线性度最佳；

所述辅助反馈回路通过空口耦合或多路输出信号耦合后再合路的方式进行反馈，反馈信号中含有多路输出信号组合，用于信号的实时监测，作为输出信号失真通道的预选器，当通道中有较严重的失真信号输出时，判断失真信号输出通道，通过将主反馈回路切换至输出信号失真最严重通道，快速完成DPD系数主调节，辅助反馈回路还作为DPD系数的辅助调节，对输出信号失真较小时，细微调节DPD系数；

所述模数转换模块(5)将信号反馈模块(4)的反馈信号解调后再进行模数转换，连接至数据处理模块(1)。

2.根据权利要求1所述的一种适用于5G宽带MIMO系统的DPD装置，其特征在于：所述的信号反馈模块(4)包括多个耦合单元、多个发射天线和射频开关，多个耦合单元接收信号输出模块(3)输出的多个功率信号，输出多个发射信号和多个耦合信号；多个发射天线连接至多个耦合单元，接收多个发射信号，辐射输出多个发射信号；主反馈回路接收多个耦合信号，通过射频开关切换输出一个耦合信号，经过IQ解调制、低通滤波、ADC转换后进入数据处理模块；辅助反馈回路，由一个耦合天线，接收复合的多个发射信号，形成一路反馈信号，经过IQ解调制、低通滤波、ADC转换后进入数据处理模块。

3.根据权利要求2所述的一种适用于5G宽带MIMO系统的DPD装置，其特征在于：所述数据处理模块包括多个DPD处理模块、两个DPD适应模块和一个控制器，多个DPD处理模块处理多个基带信号，补偿引入的非线性失真；两个DPD适应模块接收主反馈回路和辅助反馈回路两路数字反馈信号，通过多个DPD处理模块调整DPD输出信号，所述控制器接收数字基带信号和数字反馈信号，并根据反馈信号状态，控制射频开关。

4.根据权利要求3所述的一种适用于5G宽带MIMO系统的DPD装置，其特征在于：所述信号反馈模块(4)还包括多个二功分器，所述的多个二功分器接收耦合单元发送的多个耦合信号，把每个耦合信号一分为二，输出两路多个功分耦合信号，一路多个功分耦合信号通过射频开关切换作为主反馈回路，另一路多个功分耦合信号经过合路器合成后作为辅助反馈回路。

5.根据权利要求1所述的一种适用于5G宽带MIMO系统的DPD装置的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤S01：根据辅助反馈回路信号，实时监测各射频通道信号功率，并估算各射频通道射频功率放大器的非线性失真程度；

步骤S02：获取非线性失真最严重的射频通道，并将主反馈回路切换至最严重失真射频通道；

步骤S03：通过主反馈回路获取该通道精确输出功率及非线性失真状态，通过改进发明的DPD模型获取通道系数，并快速更新该射频通道系数，保持该通道射频信号的线性输出；所述改进发明的DPD模型为动态偏差降维法，表示为：

其中x(n)和y(n)分别代表输入和输出的复合包络，h_p,0(0,…0)和h_p,r(0,…,0,i1,…,i_r)表示p阶Volterra内核，P为非线性阶数，P为奇数，M代表记忆深度；

步骤S04：根据辅助反馈回路信号继续获取其它非线性失真最严重的射频通道，并更新通道系数。