مقاله تخمین کانال برای ارتباطات هولوگرافیک در میدان نزدیک-دور هیبریدی

چکیده

To realize holographic communications, a potential technology for spectrum efficiency improvement in the future sixth-generation (6G) network, antenna arrays inlaid with numerous antenna elements will be deployed. However, the increase in antenna aperture size makes some users lie in the Fresnel region, leading to the hybrid near-field and far-field communication mode, where the conventional far-field channel estimation methods no longer work well. To tackle the above challenge, this paper considers channel estimation in a hybrid-field multipath environment, where each user and each scatterer can be in either the far-field or the near-field region. First, a joint angular-polar domain channel transform is designed to capture the hybrid-field channel’s near-field and far-field features. We then analyze the power diffusion effect in the hybrid-field channel, which indicates that the power corresponding to one near-field (far-field) path component of the multipath channel may spread to far-field (near-field) paths and causes estimation error. We design a novel power-diffusion-based orthogonal matching pursuit channel estimation algorithm (PD-OMP). It can eliminate the prior knowledge requirement of path numbers in the far field and near field, which is a must in other OMP-based channel estimation algorithms. Simulation results show that PD-OMP outperforms current hybrid-field channel estimation methods.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

برای تحقق ارتباطات هولوگرافی ، یک فناوری بالقوه برای بهبود بهره وری طیف در شبکه ششم نسل ششم (6G) ، آرایه های آنتن با عناصر بیشمار آنتن مستقر می شوند.با این حال ، افزایش اندازه دیافراگم آنتن باعث می شود برخی از کاربران در منطقه Fresnel دروغ بگویند و منجر به حالت ارتباطی نزدیک به میدان و میدان دور می شوند ، جایی که روش های تخمین کانال دور مزارع معمولی دیگر به خوبی کار نمی کنند.برای مقابله با چالش فوق ، این مقاله برآورد کانال را در یک محیط چند منظوره ترکیبی در نظر می گیرد ، جایی که هر کاربر و هر پراکنده می تواند در منطقه دور یا منطقه نزدیک باشد.ابتدا ، یک تبدیل کانال دامنه زاویه ای قطبی مشترک برای ضبط ویژگی های نزدیک میدان و میدان دور کانال Hybrid-Field طراحی شده است.ما سپس اثر انتشار قدرت را در کانال میدان هیبریدی تجزیه و تحلیل می کنیم ، که نشان می دهد قدرت مربوط به یک مؤلفه مسیر نزدیک میدان (میدان دور) کانال Multipath ممکن است به مسیرهای دور (نزدیک میدان) گسترش یابد و عللخطای تخمینما یک الگوریتم برآورد کانال تطبیق متناسب با همگن مبتنی بر قدرت دیفون را طراحی می کنیم (PD-OMP).این می تواند نیاز دانش قبلی شماره های مسیر را در قسمت دور و در قسمت نزدیک از بین ببرد ، که در سایر الگوریتم های تخمین کانال مبتنی بر OMP ضروری است.نتایج شبیه سازی نشان می دهد که PD-OMP از روشهای تخمین کانال میدان ترکیبی فعلی بهتر است.