基于超大规模多输入多输出系统的快速波束训练

来源：计算机应用杂志2025年第5期北京时间：

作者：王华华, 谢长江, 方杰宁

单位：重庆邮电大学 通信与信息工程学院，重庆 400065

摘要：超大规模多输入多输出（XL-MIMO）系统能显著提高信道容量。然而，传统的均匀线性阵列（ULA）在大入射角/出射角下，近场区域会急剧缩小，导致信号覆盖受限。使用均匀圆形阵列（UCA）可以有效扩大近场区域，但这也使得基于ULA的低开销波束训练方案不再适用。为了减少UCA近场波束训练的开销，提出一种新的快速波束训练方案：在第一阶段将UCA近似为ULA，使用ULA联合的方式构建远场分层码本进行角度域的用户搜索；在第二阶段，基于第一阶段搜索得到的角度，使用UCA进行角度与距离的穷举搜索。仿真结果表明，在天线数为512的UCA系统中，该方案仅需28个训练开销，并且在不同信噪比（SNR）条件下具有较好的鲁棒性，平均速率性能达到速率基准的99.16%。

关键词：超大规模多输入多输出,均匀圆形阵列,近场,波束训练,分层码本

基金资助：重庆市自然科学基金创新发展联合基金（中国星网）资助项目(CSTB2023NSCQ-LZX0114)