Mutual Coupling-Aware Beamforming in Multi-User Continuous Aperture Array Systems

doi:10.1109/tcomm.2026.3725117

Mutual Coupling-Aware Beamforming in Multi-User Continuous Aperture Array Systems

2026-08-20

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DOI：10.1109/tcomm.2026.3725117

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研究了针对连续孔径阵列（CAPA）辅助多用户系统的互耦合感知波束成形设计。首先，对传输耦合核进行了表征，以明确捕获CAPA中固有的互耦合效应。基于耦合核建模，构建了互耦合感知的吞吐量最大化功能性优化问题。为解决此问题，开发了基于核近似（KA）的加权最小均方误差（WMMSE）框架。在WMMSE框架内，利用变分法推导出最优波束成形条件。此外，采用KA通过波数域傅里叶变换和高斯-勒让德求积获得闭式波束成形解。进一步，将所提出的框架扩展至CAPA到CAPA多输入多输出（MIMO）系统。最终，数值结果表明：1）所提算法相较于基准方案性能更优；2）模型化的耦合效应物理合理，空间离散阵列的性能收敛于CAPA的性能；3）当收发器近距离放置时，CAPA到CAPA MIMO系统可实现更高的自由度。

Keyword:

Continuous aperture array

kernel approximation

multi-user beamforming

mutual coupling

weighted minimum mean-squared error

Mutual Coupling-Aware Beamforming in Multi-User Continuous Aperture Array Systems

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