太赫兹超大天线阵列系统中的远近场交叉无线通信
信息论
2023-08-04 v2 信号处理
math.IT
摘要
太赫兹（THz）频段拥有丰富的多十 GHz 带宽，能够支持太比特每秒无线通信，是 6G 及更先进系统的支柱技术。借助亚毫米级天线，具有数千阵列单元的超大规模（UM）MIMO 与智能表面（IS）系统被用来有效对抗距离限制与阻塞问题，构成了前景广阔的太赫兹超大天线阵列（ULAA）系统。作为波长与阵列孔径的综合效应，太赫兹系统的覆盖从近场延伸至远场，催生了交叉场通信这一新范式。尽管远场与近场各自的信道模型、通信理论与组网策略已有研究，但实现高频谱效率与低复杂度的交叉场通信统一设计仍然缺失。本文研究了太赫兹 ULAA 交叉场通信的挑战与特征。进而从三个角度给出交叉场解决方案，包括混合球面-平面波信道模型、交叉场信道估计以及宽间距多子阵列混合波束赋形，其中将子阵列作为太赫兹 ULAA 系统中的基本单元加以利用。对这些设计的信道建模精度近似误差、频谱效率与估计误差进行了数值评估。最后，作为太赫兹 ULAA 交叉场通信的路线图，详述了多个开放问题与潜在研究方向。
引用
@article{arxiv.2301.03035,
title = {Cross Far- and Near-field Wireless Communications in Terahertz Ultra-large Antenna Array Systems},
author = {Chong Han and Yuhang Chen and Longfei Yan and Zhi Chen and Linglong Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.03035},
year = {2023}
}