基于传感器训练与信道估计的可重构智能表面辅助太赫兹 MIMO 系统混合三维波束成形
信号处理
2022-02-07 v2
摘要
太赫兹（THz）系统具有高频带宽的优势，因此能够支持超高数据速率，尽管代价是较高的路径损耗。因此它们往往利用高增益波束成形。为此，针对可重构智能表面（RIS）辅助的太赫兹 MIMO 系统，提出了一种基于精密传感器波束训练与信道估计的新型混合三维波束成形器。采用一种所谓的基于子阵列阵列的太赫兹基站架构，并提出相应的子 RIS 结构。基站、RIS 以及用户的接收天线阵列均为均匀平面阵列（UPA）。超宽带（UWB）传感器集成于 RIS 中，并利用 UWB 传感器获得的用户位置信息进行信道估计与波束成形。此外，提出了精确波束成形算法（PBA）这一新概念，其通过规避由定位误差带来的性能限制进一步提升波束成形精度。进而，推导了维持 RIS 辅助太赫兹信道正交性的条件以支持空间复用。还推导了近场与远场路径损耗的闭式表达式。仿真结果表明，所提方案能准确估计 RIS 辅助太赫兹信道，并且频谱效率得到大幅改善，同时复杂度较低。这使得我们的方案非常适用于对时延敏感的应用。
引用
@article{arxiv.2201.10757,
title = {Hybrid 3D Beamforming Relying on Sensor-Based Training and Channel Estimation for Reconfigurable Intelligent Surface Aided TeraHertz MIMO systems},
author = {Xufang Wang and Zihuai Lin and Feng Lin and Lajos Hanzo and Life Fellow},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.10757},
year = {2022}
}