面向地空天一体化无线网络的哈希波束训练
信息论
2024-07-11 v3 信号处理
math.IT
摘要
在地空天一体化（Integrated Ground-Air-Space, IGAS）无线网络中，众多服务需要感知知识，包括位置、角度、距离信息等，这些通常可以在波束训练阶段获取。另一方面，地空天一体化网络采用大规模天线阵列以减轻障碍物遮挡和路径损耗。然而，大规模阵列会产生笔形波束，这需要更多的训练波束来覆盖期望的空间。这些因素促使我们研究地空天一体化波束训练问题，以实现有效的感知服务。为解决现有波束训练技术复杂度高、识别精度低的问题，我们提出了一种高效的哈希多臂波束（Hashing Multi-Arm Beam, HMB）训练方案。具体而言，我们首先为均匀平面阵列构建了一个地空天一体化单波束训练码本。然后，独立选择哈希函数为每个接入点（AP）构建多臂波束训练码本。所有接入点同时遍历预定义的多臂波束训练码字，并记录用户处的多接入点叠加信号。最后，仅基于信号功率应用软判决和投票方法获得正确对齐的波束。此外，我们从逻辑上证明了遍历复杂度处于对数级别。仿真结果表明，我们提出的地空天一体化 HMB 训练方法可以达到穷举波束训练方法 96.4% 的识别精度，并大幅降低训练开销。
引用
@article{arxiv.2402.04913,
title = {Hashing Beam Training for Integrated Ground-Air-Space Wireless Networks},
author = {Yuan Xu and Chongwen Huang and Wei Li and Zhaohui Yang and Ahmed Al Hammadi and Jun Yang and Zhaoyang Zhang and Chau Yuen and Mérouane Debbah},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.04913},
year = {2024}
}