面向 5G 及更先进毫米波系统的混合波束成形：一种整体视角

毫米波（mm-wave）通信是未来无线网络的一项关键技术。为对抗显著路径损耗并利用丰富的毫米波频谱，有效的波束成形至关重要。然而，传统的全数字波束成形技术不适用，因为它们要求每个天线单元配备独立的射频（RF）链，成本高且能耗过大。混合波束成形是一种经济高效的替代方案，它通过采用少量射频链，可显著降低硬件成本与功耗。本文基于一种针对不同类型硬件结构的新分类法，对面向 5G 及更先进毫米波系统的混合波束成形给出整体视角。我们采取务实方法，从三个关键方面比较不同方案：1）硬件效率，即所需硬件组件；2）相关波束成形算法的计算效率；3）可实现的频谱效率，作为主要性能指标。通过系统性比较，揭示了这三方面设计之间的相互作用与权衡，并指明了未来无线网络中混合波束成形的有前景候选方案。