近场通信：一篇教程式综述
信息论
2024-09-09 v3 信号处理
math.IT
摘要
极大规模天线阵列、极高频率和新类型天线是多天线技术支撑第六代（6G）网络的三个明确趋势。为在通信系统设计中对这三大趋势引入的新特性予以恰当考量，需采用近场球面波传播模型，其不同于经典的远场平面波模型。因此，近场通信（NFC）将成为6G网络中的关键。本教程涵盖NFC的三个关键方面。1）信道建模：我们首先回顾基于近场球面波的空间离散（SPD）天线信道模型，随后讨论均匀球面波（USW）与非均匀球面波（NUSW）模型。接着，我们介绍一种通用的SPD天线近场信道模型，以及一种基于格林函数的连续孔径（CAP）天线信道模型。2）波束聚焦与天线架构：我们强调近场波束聚焦的特性，并讨论适用于SPD与CAP天线的NFC天线架构。此外，介绍了近场波束训练的基本原理。3）性能分析：最后，我们提供一套全面的NFC性能分析框架。对于近场视距信道，推导了接收信噪比与功率缩放定律；对于统计近场多径信道，提出了通用分析框架，并据此得到中断概率、遍历信道容量与遍历互信息的解析表达式。最后，针对各方面讨论了未来研究课题。
引用
@article{arxiv.2305.17751,
title = {Near-Field Communications: A Tutorial Review},
author = {Yuanwei Liu and Zhaolin Wang and Jiaqi Xu and Chongjun Ouyang and Xidong Mu and Robert Schober},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.17751},
year = {2024}
}
备注
48 pages, 37 figures