基于可重构像素天线的电子可移动天线阵列用于多用户通信
信息论
2025-04-02 v1 信号处理
math.IT
摘要
本文研究了基于可重构像素天线（RPA）的电子可移动天线（REMAs）用于多用户通信。首先，我们将每个RMA建模为由预定义且离散可选辐射位置构成的天线。考虑到性能与成本之间的权衡，本文提出了两种基于RMA的天线阵列类型：基于部分连接的RPA电子可移动天线阵列（PC-REMAA）和完全连接的REMAA（FC-REMAA）。随后，我们在施加功率约束以及PC-REMAA或FC-REMAA的硬件约束条件下，构建了多用户求和速率最大化问题。为解决该问题，本文提出了一种两步的多用户波束赋形和天线选择方案。第一步，我们发展了两循环联合波束赋形和天线选择（TL-JBAS）算法。第二步，我们应用坐标下降方法进一步提升TL-JBAS算法的解。此外，我们重访机械可移动天线（MMA），以建立评估RMA启用多用户通信性能的基准。在MMA允许在传输区域内连续调整位置的情况下，我们构建了MMA启用多用户通信的求和速率最大化问题，并提出了一种交替波束赋形和天线位置优化方案进行求解。最后，我们分析了REMAs与MMAs之间的性能差距。基于傅里叶分析，我们推导了REMAs相对于MMAs在给定位置间隔下的最大功率损失。具体而言，我们表明当位置间隔设置为波长的1/10时，RMA相对于MMA的最大功率损失仅为3.25%。仿真结果表明所提出的方法有效。
引用
@article{arxiv.2504.00787,
title = {REMAA: Reconfigurable Pixel Antenna-based Electronic Movable-Antenna Arrays for Multiuser Communications},
author = {Kangjian Chen and Chenhao Qi and Yujing Hong and Chau Yuen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.00787},
year = {2025}
}