全息通信的电磁混合波束成形
信息论
2024-10-24 v2 信号处理
math.IT
摘要
众所周知，商用基站天线阵列存在固有的辐射方向图失真，通常需要三个天线扇区来覆盖整个空间。为了消除方向图失真并进一步增强波束成形性能，我们提出了一种基于三维 (3D) 超directive 全息天线阵列的电磁混合波束成形 (EHB) 方案。具体而言，EHB 由天线激励电流矢量（模拟波束成形）和数字预编码矩阵组成，其中模拟波束成形的实现涉及实时调整辐射方向图以适应动态无线环境。同时，数字波束成形基于模拟波束成形的信道特性进行优化，以进一步提高通信系统的可达速率。我们还开发了一种结合阵列辐射方向图和互耦效应的电磁信道模型，以评估我们提出方案的优势。仿真结果表明，我们提出的带有 3D 全息阵列的 EHB 方案实现了相对平坦的超directive 波束成形增益，并允许在整个空间域内进行可编程的聚焦方向控制。此外，结果还验证了与传统波束成形算法相比，该方案实现了超过 150% 的和速率增益。
引用
@article{arxiv.2403.05970,
title = {Electromagnetic Hybrid Beamforming for Holographic Communications},
author = {Ran Ji and Chongwen Huang and Xiaoming Chen and Wei E. I. Sha and Linglong Dai and Jiguang He and Zhaoyang Zhang and Chau Yuen and Mérouane Debbah},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.05970},
year = {2024}
}
备注
14 pages