系统工程与电子技术

作者：马露洁, 梁彦, 李飞

单位：南京邮电大学通信与信息工程学院, 江苏 南京 210003

关键词：空中智能反射面,波束成形,波束跟踪,大规模多输入多输出,毫米波

基金：国家自然科学基金(62271265)

智能反射表面(intelligent reflecting surface, IRS)可以通过提供额外的视线(line of sight, LoS)路径补偿传播损耗或解决阻塞问题, 有效地提高毫米波(millimeter wave, mmWave)通信系统的性能, 被认为是下一代移动通信的核心技术。与传统的地面IRS相比, 部署在无人机、热气球等空中平台上的空中IRS (aerial IRS, AIRS)结合了空中平台的高移动特性/旋转特性和IRS提供的优质链路特性, 可以提供更广阔的信号覆盖范围。考虑到现实场景中用户的移动性, 通信系统有必要实时调整波束成形以使波束对准移动用户。然而, AIRS不具备有源射频链, 难以在AIRS处获取离开角和到达角, 增加了波束跟踪的复杂性。针对这一问题, 建立了具有时变信道的AIRS辅助mmWave大规模多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)系统模型, 结合基站端有源波束成形、AIRS的旋转角度和无源波束成形设计, 提出了一种基于级联角度的无迹卡尔曼滤波波束跟踪方案。仿真结果表明, 提出的方案具有较高的跟踪精度, 同时AIRS的旋转特性对提升系统可达速率起着重要作用。

来源：2024年第7期

《系统工程与电子技术》期刊编辑部

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