面向准视距太赫兹近场通信的高效 Airy 波束训练
信号处理
2026-05-12 v1
摘要
随着 6G 太赫兹 (THz) 通信中天线孔径的增大，瑞利距离显著扩展，使得近场传播成为 THz 链路中的主导场景。除了传统的视距 (LoS) 和非视距 (NLoS) 条件外，具有部分遮挡的准视距场景已成为一项关键挑战。Airy 波束因其独特的弯曲轨迹，为绕过障碍物提供了一种有前景的解决方案。然而，现有的 Airy 波束训练方法通常依赖于基于参数的采样或穷举搜索，导致导频开销大且训练效率低。在本文中，提出了一种高效的 Airy 波束训练框架以填补这一研究空白。首先，推导了有限孔径下 Airy 波束生成的理论边界，以剔除物理上无效的码字。在此基础上，提出了一种两阶段非均匀极坐标码本 (NUPC) 设计，利用探测机制解析弯曲方向，并采用极坐标域空间采样策略生成 Airy 波束。为满足超低延迟要求，进一步开发了一种快速扫描一维码本 (FS1C)，以最少的码字扫掠整个 LoS 区域。仿真结果表明，与最先进的分层聚焦 Airy 码本 (HFAC) 相比，NUPC 实现了高出 13.4 bit/s/Hz 的平均频谱效率 (SE)，同时将训练开销降低了 54.2%。此外，与 HFAC 相比，FS1C 将开销降低了 92.9%，而 SE 仅微降 0.3 bit/s/Hz。
引用
@article{arxiv.2605.09895,
title = {Efficient Airy Beam Training for Quasi-LoS Terahertz Near-Field Communications},
author = {Wenqi Zhao and Chong Han},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.09895},
year = {2026}
}