毫米波和太赫兹频段MIMO系统中跨远近场束管理技术综述
信息论
2025-04-29 v1 信号处理
math.IT
摘要
无线通信向下一代网络的演进引入了对数据率、时延和连接性的前所未有的需求。为满足这些要求，两个关键趋势已显现：使用更高的通信频率以提供更宽的带宽，以及部署具有大型天线阵列的大规模多输入多输出系统，以补偿衰落并增强空间复用。这些进展显著扩展了瑞利距离，使近场（NF）传播得以在传统远场（FF） regime 之外实现。随着用户通信距离动态跨越FF和NF区域，跨场（CF）通信也日益成为实际考虑。束管理（BM），包括束扫描、信道状态信息估计、波束赋形和束跟踪，在维护可靠定向通信方面发挥着核心作用。虽然大多数现有BM技术是为FF信道开发的，但近期研究开始针对NF和CF模式的独特特征进行探讨。本综述从传播场的角度对BM技术进行了全面回顾。我们首先通过分析FF、NF和CF信道的建模，以及用于对齐的相关束型，来建立基本框架。随后，我们按方法论对BM技术进行分类，讨论它们在不同传播 regime 下的操作差异，突出显示场相关信道特征如何影响设计权衡和实现复杂度。此外，对于每种BM方法，我们识别出开放性挑战和未来研究方向，包括将FF方法扩展到NF或CF场景、开发面向场无关部署的统一BM策略，以及设计用于动态环境的低开销BM解决方案。
引用
@article{arxiv.2504.18855,
title = {Cross Far- and Near-Field Beam Management Technologies in Millimeter-Wave and Terahertz MIMO Systems},
author = {Yuhang Chen and Heyin Shen and Chong Han},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.18855},
year = {2025}
}