太赫兹通信中统一的 3D 波束训练与跟踪流程
信息论
2021-10-05 v1 信号处理
math.IT
摘要
太赫兹（THz）通信被视为克服带宽瓶颈并满足未来不断增长容量需求的一种有吸引力的方法。由于太赫兹波的高方向性与传播损耗，采用波束赋形的大规模 MIMO 系统被展望为太赫兹通信中实现高增益定向传输的有前景技术。然而，作为许多波束赋形方案基础的导频，由于严重的传播损耗，在太赫兹频段难以被准确检测。本文提出一种统一的 3D 波束训练与跟踪流程，通过考虑视距（LoS）传播，在太赫兹通信中有效实现波束赋形。具体而言，分析了一种新颖的四重均匀平面阵列（QUPA）架构，以扩大信号覆盖、增加波束增益并降低波束斜视损耗。接着，开发了一种低复杂度的新型基于 3D 网格（GB）的波束训练，包括 3D 码本与训练协议的设计。最后，研究了一种简单而有效的基于网格的混合（GBH）波束跟踪，以高效支持太赫兹波束赋形。基于该流程的通信框架可根据实时服务质量动态触发波束训练/跟踪。数值结果证明了我们所提波束训练与跟踪相对于基准方法的优越性。
引用
@article{arxiv.2110.01066,
title = {A Unified 3D Beam Training and Tracking Procedure for Terahertz Communication},
author = {Boyu Ning and Zhi Chen and Zhongbao Tian and Chong Han and Shaoqian Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.01066},
year = {2021}
}
备注
in IEEE Transactions on Wireless Communications, 2021. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2104.02885