双色散连续 MIMO 系统：信道建模与波束赋形设计
信号处理
2025-09-05 v2
摘要
我们研究了在双色散 (DD) 信道下工作的多输入多输出 (MIMO) 连续孔径阵列 (CAPA) 系统的建模与最优波束赋形 (BF) 设计。首先，推导了一个全面的 DD 连续 MIMO (DDC MIMO) 信道模型，该模型在发射机 (TX) 和接收机 (RX) 端均集成了 CAPA，并利用该模型获得了适用于集成传感与通信 (ISAC) 且对 DD 信道具有鲁棒性的多种波形的显式输入输出 (I/O) 关系，这些波形包括正交频分复用 (OFDM)、正交时频空 (OTFS) 和仿射频分复用 (AFDM)。然后，为设计最大化接收功率的 TX 和 RX BF 矩阵，构建了泛函优化问题，并通过变分法 (CoV) 获得了新颖的低复杂度闭式解，得到的表达式与传统 MIMO 系统中常用的经典匹配滤波器密切相关。仿真结果证实，在 DD 信道中，所提出的采用 CAPA 的 TX/RX BF 设计相比传统 MIMO 系统提供了显著的性能和计算复杂度增益。
引用
@article{arxiv.2509.00964,
title = {Doubly-Dispersive Continuous MIMO Systems: Channel Modeling and Beamforming Design},
author = {Kuranage Roche Rayan Ranasinghe and Zhaolin Wang and Hyeon Seok Rou and Giuseppe Thadeu Freitas de Abreu and Emil Björnson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.00964},
year = {2025}
}
备注
Submitted to IEEE Transactions on Wireless Communications