用于稳健近场通信的球面预编码

配备大型天线阵列的近场通信有望带来显著的波束成形和复用增益。然而，这些通信链路对用户移动性非常敏感，因为用户位置的任何微小变化都可能突然导致信号功率下降。这给近场通信系统的稳健性带来了严峻挑战。在本文中，我们提出了球面预编码，这是一种用于解决近场通信中用户移动性问题的稳健预编码设计。为了深入了解近场信道的空间相关性，我们将单环信道模型扩展为我们所称的单球信道模型，并推导了考虑用户移动性的信道协方差。基于单球信道模型，我们定义了一个稳健预编码设计问题，以优化移动用户间的最小信号与干扰加噪声比（SINR）满足概率。通过利用信道协方差的特征结构，我们进一步设计了一个松弛凸问题来近似原始非凸问题的解。该低复杂度解有效地塑造了一个球面，以维持目标用户的信号功率，同时消除其他用户周围球面内的干扰。仿真结果突出了所提出的解决方案在近场通信系统中实现稳健预编码以及高可达速率的有效性。