面向三混合架构的可重构天线三尺度波束赋形设计

可重构天线具备动态调整其基本工作特性的能力，从而增强系统的适应性和性能。为充分利用现代无线通信系统中这种灵活性，本文提出了一种新颖的三混合波束赋形架构，将模式可重构天线与模拟和数字波束赋形无缝集成。所提出的三混合架构运行于三个层面：（i）电磁（EM）域中的辐射波束赋形器，用于动态波束对准；（ii）射频频段（RF）域中的模拟波束赋形器，用于阵列增益增强；（iii）基带（BB）域中的数字波束赋形器，用于多用户干扰抑制。为建立坚实的理论基础，首先为三混合波束赋形系统开发了全面的数学模型，并为多用户多输入单输出（MU-MISO）场景建立了信号模型。优化目标是在满足实际约束的条件下最大化和速率。鉴于导频开销大和计算复杂度高的挑战，本文引入了一种创新的三尺度波束赋形框架，其中辐射波束赋形器在长时间尺度上优化，模拟波束赋形器在中时间尺度上优化，数字波束赋形器在短时间尺度上优化。这种分层策略有效平衡了性能与实现可行性。仿真结果验证了所提出的三混合架构的性能提升，并证明三尺度设计显著降低了导频开销和计算复杂度，突显了其在未来无线通信系统中的潜力。