线性天线阵列中的模拟波束跟踪：收敛性、最优性与性能

毫米波（mmWave）通信的方向性在服务高速移动终端（例如高速车辆、列车和无人机）方面带来了重大挑战。在使用模拟天线阵列的毫米波系统中，由于移相器控制固有的非凸性，这一挑战更加严峻。本文提出了一种递归波束跟踪算法，能够同时实现快速跟踪速度、高跟踪精度、低复杂度和低导频开销。在静态场景下，该算法以高概率收敛至波束跟踪的最小克拉美-罗下界（CRLB）。在动态场景下，即使在信噪比低至0dB时，我们的算法也能仅使用每秒5个导频符号，跟踪以每秒10-20度绝对角速度随机移动的移动终端。若结合简单的TDMA导频模式，该算法可在5G配置中跟踪数百个高速移动终端。仿真结果表明，该算法的跟踪性能远优于几种现有先进算法。