6DMA 辅助混合波束赋形：联合天线位置与方向优化
信号处理
2024-12-24 v1
摘要
本文研究了以次连动六维可移动天线(6DMA)为辅的多用户通信系统。在该系统中，每个子阵列连接到专用的射频链，整体在特定局部区域内移动和旋转。6DMA 的移动和旋转能力增强了设计灵活性，便于捕获空间变化以提高通信性能。为充分刻画天线位置和方向对基站(BS)与用户之间无线信道的影响，我们开发了基于场响应的6DMA信道模型，以考虑天线辐射特性和极化。随后，我们在发射功率预算以及子阵列在给定可移动和可旋转范围内的位置和方向约束下，联合优化数字波束赋形器和单位模数模拟波束赋形器，以最大化多用户的总速率。由于变量高度耦合，所设问题非凸，解决具有挑战性。我们 developed a 基于分数规划的交替优化框架，将拉格朗日乘子法、流形优化和梯度下降相结合来求解该问题。数值结果表明，所提出的6DMA辅助次连结构在各种具有天线运动和旋转灵活性较差的基准方案上实现了显著的总速率提升，甚至可以超过仅采用天线位置或方向调整的全数字波束赋形系统。结果还突显了考虑天线极化以实现最优天线方向调整的必要性。
引用
@article{arxiv.2412.17088,
title = {6DMA-Aided Hybrid Beamforming with Joint Antenna Position and Orientation Optimization},
author = {Yichi Zhang and Yuchen Zhang and Lipeng Zhu and Sa Xiao and Wanbin Tang and Yonina C. Eldar and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.17088},
year = {2024}
}
备注
The conference version of this paper has been accepted for Globecom 2024 Workshop