Comunicação e Localização com uma Array de Antenas de Lente Extremamente Grande

A obtenção de comunicação em alta taxa com localização precisa e sensoriamento do ambiente sem fio emergiu como uma tendência importante dos sistemas celulares além da quinta e sexta geração. A extensão da array de antenas para uma escala extremamente grande é uma tecnologia potencial para alcançar tais objetivos. No entanto, as antenas supermassivas em operação aumentam significativamente a complexidade computacional do sistema. Motivados pelas vantagens inerentes das arrays de antenas de lente na redução da complexidade do sistema, consideramos problemas de comunicação e localização com uma array de antenas de lente extremamente grande, que chamamos de “ExLens”. Como a propriedade radiativa de campo próximo emerge no contexto, derivamos a resposta da array em forma fechada da array de antenas de lente com onda esférica, que inclui a resposta da array obtida com base em onda plana uniforme como um caso especial. Nosso resultado de derivação revela um efeito de janela para a propriedade de foco de energia do ExLens, que indica que o ExLens tem grande potencial em sensoriamento de posição e comunicação multiusuário. Também propomos um método eficaz para estimativa de parâmetros de localização e canal, que é capaz de alcançar o desempenho de localização próximo ao limite inferior de Cramér-Rao. Finalmente, examinamos o desempenho de comunicação multiusuário do ExLens que atende usuários de campo próximo e campo distante coexistentes. Resultados numéricos demonstram a eficácia do método de estimativa de canal proposto e mostram que o ExLens, com um receptor de erro médio quadrático mínimo, alcança ganhos significativos em eficiência espectral e reduções em complexidade e custo em comparação com uma array linear uniforme.