可移动单元 STARS 辅助的近场宽带通信
信号处理
2025-05-27 v1
摘要
提出了一种新颖的可移动单元同时收发表面（ME-STARS）辅助的近场宽带通信框架。具体而言，每个 STARS 单元的位置可调，以对抗近场中的显著宽带波束倾斜问题，而非使用昂贵的真时延组件。提出了四种实用的 ME-STARS 单元运动模式，即基于区域（RB）、基于水平（HB）、基于垂直（VB）和基于对角线（DB）模式。在此基础上，考虑了近场宽带多用户下行通信场景，通过联合优化基站（BS）预编码、ME-STARS 波束赋形和单元位置，构建了和速率最大化问题。为求解该棘手问题，开发了双层算法。内层采用块坐标下降优化框架迭代求解 BS 预编码和 ME-STARS 波束赋形。外层采用基于粒子群优化的启发式搜索方法确定所需单元位置。数值结果表明：1）与具有固定单元位置的传统 STARS 相比，ME-STARS 可有效解决近场宽带通信的波束倾斜问题；2）RB 模式实现了最高效的波束倾斜效应抑制，而 DB 模式在性能增益与硬件开销之间取得了最佳权衡；3）增加 ME-STARS 单元数量或 BS 子载波数量可显著提升系统性能。
引用
@article{arxiv.2505.19048,
title = {Movable-Element STARS-Assisted Near-Field Wideband Communications},
author = {Guangyu Zhu and Xidong Mu and Li Guo and Ao Huang and Shibiao Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.19048},
year = {2025}
}