The nonlinearity of the fifth-generation (5G) millimeter-wave (mmWave) phased array transmitter (TX) depends on the variations in the beamforming coefficients, e.g., due to unwanted amplitude errors of the phase shifters or purposely introduced amplitude variations to shape the beam, as well as other analog component variations. Therefore, also the digital predistortion (DPD) coefficients depend on the beamforming coefficients and require a continuous update for different beamsteering directions in a conventional DPD. We propose a robust DPD approach that uses the average array response for DPD training. The average array response is estimated using the known experimental histogram of power amplifier (PA) input power variation resulting from the amplitude variations due to beamforming. The DPD training based on the average array response makes the DPD coefficients insensitive to beamforming variations. The proposed DPD strategy requires a shared feedback path for training and only a single set of DPD coefficients to linearize the array response in all beamsteering directions. The performance of the proposed DPD strategy is validated by over-the-air (OTA) measurements of a 28-GHz phased array TX over different steering angles. Experimental results show that the proposed DPD method using one set of DPD coefficients provides similar linearization performance across the steering angles compared with the DPD trained to all steering angles through the OTA reference antenna.

中文翻译：

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随机幅度变化下5G毫米波射频波束赋形发射机的统计数字预失真

第五代 (5G) 毫米波 (mmWave) 相控阵发射机 (TX) 的非线性取决于波束成形系数的变化，例如，由于移相器的不需要的幅度误差或故意引入的幅度变化来塑造梁，以及其他模拟组件的变化。因此，数字预失真 (DPD) 系数也取决于波束成形系数，并且需要针对传统 DPD 中的不同波束控制方向进行连续更新。我们提出了一种稳健的 DPD 方法，该方法使用平均阵列响应进行 DPD 训练。使用功率放大器 (PA) 输入功率变化的已知实验直方图估计平均阵列响应，该直方图由波束成形引起的幅度变化引起。基于平均阵列响应的 DPD 训练使 DPD 系数对波束形成变化不敏感。所提出的 DPD 策略需要用于训练的共享反馈路径，并且仅需要一组 DPD 系数来线性化所有波束控制方向上的阵列响应。所提出的 DPD 策略的性能通过 28GHz 相控阵 TX 在不同转向角上的空中 (OTA) 测量得到验证。实验结果表明，与通过 OTA 参考天线训练到所有转向角的 DPD 相比，所提出的使用一组 DPD 系数的 DPD 方法在转向角上提供了相似的线性化性能。所提出的 DPD 策略需要用于训练的共享反馈路径，并且仅需要一组 DPD 系数来线性化所有波束控制方向上的阵列响应。所提出的 DPD 策略的性能通过 28GHz 相控阵 TX 在不同转向角上的空中 (OTA) 测量得到验证。实验结果表明，与通过 OTA 参考天线训练到所有转向角的 DPD 相比，所提出的使用一组 DPD 系数的 DPD 方法在转向角上提供了相似的线性化性能。所提出的 DPD 策略需要用于训练的共享反馈路径，并且仅需要一组 DPD 系数来线性化所有波束控制方向上的阵列响应。所提出的 DPD 策略的性能通过 28GHz 相控阵 TX 在不同转向角上的空中 (OTA) 测量得到验证。实验结果表明，与通过 OTA 参考天线训练到所有转向角的 DPD 相比，所提出的使用一组 DPD 系数的 DPD 方法在转向角上提供了相似的线性化性能。