面向三向线圈磁感应通信的联合收发波束成形
信号处理
2025-06-02 v1
摘要
本文通过联合收发磁波束成形方法，增强了基于三向线圈磁感应通信（TC-MIC）的全向覆盖性能并降低了路径损耗。我们开发了一种结合发射电流向量和接收权重矩阵的迭代优化算法，以在恒定发射功率约束下最小化路径损耗。我们建立了三向线圈互感、接收功率和路径损耗的数学模型。该优化问题被分解为针对发射电流的瑞利商极值优化和针对接收权重的柯西-施瓦茨不等式约束优化，并采用交替迭代算法逼近全局最优解。数值结果表明，所提算法平均在13.6次迭代内收敛，与等功率分配方案相比可实现高达54%的路径损耗降低。该联合优化方法表现出优越的角度鲁棒性，保持路径损耗波动小于2 dB，且与单参数优化方法相比，路径损耗波动降低了约45%。
引用
@article{arxiv.2505.24356,
title = {Joint Transmit and Receive Beamforming for Tri-directional Coil-Based Magnetic Induction Communications},
author = {Jinyang Li and Jianyu Wang and Wenchi Cheng and Yudong Fang and Wei Guo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.24356},
year = {2025}
}