基于辐射中心可重构天线阵列的三混合波束赋形：谱率与能源效率
信息论
2025-08-25 v1 信号处理
math.IT
摘要
本文提出一种基于辐射中心（RC）可重构天线阵列（RCRAA）的三混合波束赋形（THBF）架构，包括数字波束赋形、模拟波束赋形和电磁（EM）波束赋形，其中EM波束赋形设计建模为RC选择。针对硬件约束和功耗限制下的谱率（SE）最大化，我们提出一种三环交替优化（TLAO）方案用于THBF设计，其中数字波束赋形和模拟波束赋形分别基于内层和中层中的罚函数双分解进行优化，RC选择通过外层中的坐标下降法确定。针对能源效率（EE）最大化，我们开发了基于双二次变换的分数规划（DQTFP）方案，其中TLAO方案可直接用于THBF设计。为降低计算复杂度，我们提出了基于拉格朗日对偶变换的分数规划（LDTFP）方案，其中每个迭代具有闭式解。仿真结果表明，RCRAA在提高SE和EE方面具有巨大的潜力。与DQTFP方案相比，LDTFP方案仅在性能损失较小的情况下显著降低了计算复杂度。
引用
@article{arxiv.2508.15924,
title = {Tri-Hybrid Beamforming for Radiation-Center Reconfigurable Antenna Array: Spectral Efficiency and Energy Efficiency},
author = {Yinchen Li and Chenhao Qi and Shiwen Mao and Octavia A. Dobre},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.15924},
year = {2025}
}