上中频段可旋转天线辅助的混合近场与远场通信：干扰分析与联合优化

在本文中，我们提出利用可旋转天线通过开发天线旋转提供的新的空间自由度来抑制复杂的近场干扰和混合场干扰，从而提高混合近场和远场通信系统的通信性能。具体而言，我们研究了一种模块化 RA 使能的混合场下行链路通信系统，其中由多个 RA 子阵列组成的基站与多个近场用户通信，同时存在若干传统远场用户。我们构建了一个优化问题，通过联合优化基站处所有子阵列的功率分配和旋转角来最大化近场用户的和速率。为了深入理解 RA 对混合场通信的影响，我们首先分析了一个所有子阵列共享相同旋转角的特例，并利用菲涅尔积分得到了旋转感知的归一化近场干扰和旋转感知的归一化混合场干扰的闭式表达式。随后，我们在解析上揭示了阵列旋转能够有效抑制这两种干扰，从而显著提升混合场通信性能。对于涉及逐子阵列旋转的一般情况，我们提出了一种高效的双层算法以获得高质量的解，其中内层利用逐次凸近似技术优化功率分配，外层通过粒子群优化确定所有子阵列的旋转角。最后，数值结果突出了 RA 相比传统固定天线系统所取得的显著性能增益，并证明了我们开发的联合设计相比基准方案的有效性。