面向mmWave系统的暴露感知波束赋形：从电磁理论到热力学合规
信号处理
2026-01-28 v1
摘要
电磁（EM）暴露合规一直被认为是通信终端设计的关键方面。然而，准确评估EM暴露对正确的设计策略仍然具有挑战性。本文开发了一种长期热力学EM暴露约束模型，并提出了一种新颖的自适应暴露感知波束赋形设计，用于mmWave上行系统。具体而言，我们首先基于麦克斯韦辐射方程建立等效信道模型，准确捕捉EM物理效应。然后，我们从佩恩生物热传递方程（BHTE）推导出闭形式热力学冲击响应模型，刻画组织的热惯性。借助该模型，我们构建将刚性瞬时暴露限制转化为灵活长期热力学预算约束的波束赋形优化问题。此外，我们基于Lyapunov 优化理论开发了一种低复杂度在线波束赋形算法，获得闭形式的近最优解。仿真结果表明，所提算法有效地将组织温度稳定在预定义的安全阈值附近，并显著优于采用瞬时暴露约束的常规方案。
引用
@article{arxiv.2601.19587,
title = {Exposure-Aware Beamforming for mmWave Systems: From EM Theory to Thermal Compliance},
author = {Zihan Zhou and Ang Chen and Yunfei Chen and Weidong Wang and Li Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.19587},
year = {2026}
}
备注
13 pages, 8 figures