基于全息图案的多用户波束训练方案：RHS辅助的近场与远场混合通信

可重构全息表面（RHS）已被提出作为超大规模阵列的节能解决方案。通过控制RHS单元的振幅，可以实现高增益定向全息图案。然而，获取实时信道状态信息（CSI）以进行波束赋形的复杂度极高，特别是在大规模RHS辅助通信中，用户可能分布在RHS的近场区域。本文提出了一种适用于大规模RHS辅助系统的单次多用户波束训练方案，适用于近场和远场场景。所提出的波束训练方案包含两个阶段：角度搜索和距离搜索，两个阶段同时对所有用户执行。对于角度搜索，基于全息原理设计RHS角度码本，使得每个码字同时覆盖近场和远场区域中的多个角度，从而实现对所有用户的同步角度搜索。对于距离搜索，我们利用全息图案的可加性，实时构建覆盖用户所有候选角度的距离自适应码字，这与传统的相控阵情况不同。仿真结果表明，所提出的方案相比传统波束训练方案实现了更高的系统吞吐量。波束训练精度以显著降低的开销逼近穷举搜索的上界。