全息 MIMO 通信:理论基础、使能技术与未来方向
信号处理
2023-08-29 v3 信息论
math.IT
摘要
未来无线系统有望营造内生的具全息能力、智能且可编程的无线电传播环境,从而提供前所未有的高频谱与能量效率、低时延及海量连接能力。支撑第六代(6G)通信系统预期极致需求的一项潜力可观且前景广阔的技术是 holographic multiple-input multiple-output(全息多输入多输出,HMIMO)概念,其将以合理的功耗与制造成本实现全息无线电。HMIMO 由超薄、极大且近乎连续的表面促成,这些表面集成了可重构且亚波长间距的天线与/或超材料。此类由密集电磁(EM)激励单元构成的表面能够以极高的灵活性与精度,并以更低的成本与功耗记录并操控入射场,从而以高能量效率塑造任意目标 EM 波。HMIMO 强大的 EM 处理能力开启了全息成像级无线通信的可能,为在 EM 域实现信号处理技术铺平道路,并可能与其数字域对应技术结合。然而,尽管潜力显著,HMIMO 通信研究仍处初期,其根本极限尚待揭示,且若干关键技术挑战亟待解决。本综述全面概述 HMIMO 通信范式的最新进展,特别关注其物理特性、理论基础以及 HMIMO 系统的使能技术。我们还将 HMIMO 与现有多天线技术(尤其是大规模 MIMO)进行比较,给出各类……
引用
@article{arxiv.2212.01257,
title = {Holographic MIMO Communications: Theoretical Foundations, Enabling Technologies, and Future Directions},
author = {Tierui Gong and Panagiotis Gavriilidis and Ran Ji and Chongwen Huang and George C. Alexandropoulos and Li Wei and Zhaoyang Zhang and Mérouane Debbah and H. Vincent Poor and Chau Yuen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.01257},
year = {2023}
}
备注
double column, 60 pages, 26 figures, 11 tables, accepted by IEEE Communications Surveys and Tutorials