可移动天线辅助无线通信：机遇与挑战

Movable Antennas for Wireless Communication:

Opportunities and Challenges

本文系统介绍了新兴的可移动天线（Movable Antenna, MA）在无线通信领域的技术潜力、应用场景、关键难题和解决方案。由香港中文大学（深圳）/ 新加坡国立大学张瑞院士团队发表在通信领域顶级杂志IEEE Communications Magazine。

可移动天线技术通过灵活调整天线的位置/朝向，可以充分挖掘无线信道在空间的连续变化，从而改善收发机之间的信道条件和通信性能。本文首先概述了可移动天线辅助无线通信的应用前景，包括工业物联网、智能家庭局域网、机器类通信、卫星通信等。

图1：可移动天线辅助无线通信应用场景

然后，本文介绍了基于电机或微机电系统（microelectromechanical systems, MEMS）的可移动天线系统架构，阐述了其空间六维移动自由度，即三维位置和三维旋转。随后，展示了适用于可移动天线系统的场响应信道模型（Field-Response Channel Model），以刻画收发天线在空间内连续移动对信道增益的影响。

图2 一种基于可移动天线的发射机/接收机结构

图3接收区域内不同多径数量下信道增益的变化

此外，本文分析了可移动天线通信系统相对于传统固定位置天线系统的性能优势，包括信号功率提升、干扰抑制、灵活波束成形和空间复用。最后，围绕可移动天线辅助通信系统的信道估计和位置优化问题，讨论了其主要设计挑战及潜在解决方案。

文章信息：

Lipeng Zhu, Wenyan Ma, and Rui Zhang, “Movable Antennas for Wireless Communication: Opportunities and Challenges,” IEEE Communications Magazine, DOI: 10.1109/MCOM.001.2300212, early access, 2023.

文章链接：https://arxiv.org/abs/2306.02331。点击文末左下角“阅读原文”下载原文。

联系人：

朱立鹏，新加坡国立大学（zhulp@nus.edu.sg）

张瑞，香港中文大学（深圳）（rzhang@cuhk.edu.cn）；新加坡国立大学（elezhang@nus.edu.sg）