太赫兹超大规模3D MIMO系统中的波束斜视补偿技术

来源：信号处理杂志 2022年第4期北京时间：

作者：范佳棋, 李汀, 李飞

摘要：太赫兹通信技术凭借超大带宽的优势成为未来6G的关键技术之一。超大规模天线技术可以提供巨大的空间分集，提升频谱效率，同样在6G无线通信系统中起到关键作用。在基于移相器的大规模MIMO（multiple-input multiple-output）混合预编码中，由于太赫兹频段的超大带宽，不同频率的子载波信道具有不同的等效空间方向，发射端波束形成时，将带来严重的波束斜视问题。与此同时，随着天线规模的不断增长，超大规模天线技术的应用更进一步扩大了波束斜视造成的影响。针对超大规模天线阵列带来的波束斜视现象放大问题，本文利用3D MIMO平面天线阵列来改善这一状况。为进一步改善太赫兹频段超大带宽引起的波束斜视，在3D大规模MIMO系统的基础上，本文提出了基于两层移相器结构的混合预编码方案，利用第二层移相器，对不同频率的子载波进行补偿。实验结果表明，本方法可以有效地弥补波束斜视带来的阵列增益损失，实现接近最优的系统性能。

关键词：波束斜视, 太赫兹, 超大规模天线阵列, 混合预编码, 多输入多输出