Holographic MIMO Communications Under Spatially-Stationary Scattering
全息MIMO是具有大量天线的空间受限MIMO系统，其最终形式可能被认为是空间连续的电磁孔径。准确和易于处理的信道建模对于了解该技术的全部潜力至关重要。本文考虑了任意空间平稳散射，并提供了一个四维平面波表示在笛卡尔坐标系中，它捕获的电磁传播的本质，并允许评估的能力，全息MIMO系统与矩形体积阵列。开发的框架概括了虚拟通道表示，这是最初开发的均匀线阵。
2020-12-14 cs.IT eess.SP math.IT
Wavenumber Domain Sparse Channel Estimation in Holographic MIMO
针对全息MIMO信道估计中的功率泄漏问题，本文提出波数域表示以利用簇稀疏性，并设计基于图割的交换扩展算法，实现稳健且快速收敛的稀疏恢复。
2024-03-17 cs.IT eess.SP math.IT
Wavenumber-Domain Virtual Arrays for Holographic Near-Field Localization
University of Luxembourg（卢森堡大学）
本文针对全息孔径的近场定位问题，提出基于波数域虚拟阵列的方法，利用可逆编码与嵌套模式选择，仅需数十个RF链即可实现全孔径分辨率的多目标单基地定位。
2026-08-11 eess.SP
Electromagnetic-Compliant Channel Modeling and Performance Evaluation for Holographic MIMO
最近，全息多输入多输出（MIMO）的概念正在成为一个有前途的技术超越大规模MIMO。要将这一新颖的想法付诸实践，需要解决许多挑战，包括电磁（EM）兼容的信道建模和准确的性能评估。本文提出了一种适用于全息MIMO系统的电磁兼容信道模型，该模型既能模拟全息MIMO系统的传播信道特性，又能模拟收发机互耦引起的非理想因素，包括天线方向图畸变和天线效率降低。基于所提出的信道模型，一个更现实的性能评估进行显示的全息MIMO系统的性能在单用户和多用户的情况下。基于理论分析和数值计算结果，进一步提出了该问题的关键挑战和未来的研究方向。
2023-01-13 cs.IT eess.SP math.IT
A Tutorial on Holographic MIMO Communications--Part II: Performance Analysis and Holographic Beamforming
本文作为HMIMO教程第二部分，系统介绍了点对点与多用户HMIMO系统的空间自由度、遍历容量及和速率分析方法，并综述了全息波束成形技术进展，通过数值仿真验证了性能。
2023-05-25 cs.IT eess.SP math.IT
Active-Sensing-Based Beam Alignment for Near Field MIMO Communications
提出基于主动感知的学习算法，利用波数域变换矩阵和视距链路主导性降低维度，在波数域加速收敛，以乒乓方式寻找最优波束对，有效避免波束扫描的高训练开销。
2023-11-26 cs.IT eess.SP math.IT
Terahertz Massive MIMO with Holographic Reconfigurable Intelligent Surfaces
我们提出了一个全息版本的可重构智能表面（RIS），并研究其应用于太赫兹（THz）大规模多输入多输出系统。利用太赫兹电子元件的小型化，RISs可以通过密集封装亚波长单元来实现，从而实现连续或准连续的孔径，并实现全息通信。在本文中，特别是，我们推导出的光束图案的全息RIS。我们的分析表明，一个理想的全息RIS的光束模式可以很好地近似的超密集RIS，它有一个更实际的硬件架构。此外，我们提出了一个闭环信道估计（CE）计划，以有效地估计宽带信道的特点太赫兹大规模MIMO系统的全息RISs辅助。所提出的CE方案包括下行链路粗CE阶段和上行链路细粒度CE阶段。明智地设计上行链路导频信号以获得良好的CE性能。此外，为了减少导频开销，我们引入了一种基于压缩感知的CE算法，该算法利用了太赫兹MIMO信道在角度域和延迟域的双重稀疏性。仿真结果表明了全息RISs相对于非全息RISs的优越性，以及所提出的CE方案的有效性。
2021-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
Parametric Channel Estimation for LoS Dominated Holographic Massive MIMO Systems
全息大规模多输入多输出（MIMO），其中空间连续的表面被用于信号发送和接收，已经成为用于改善无线通信系统的覆盖和数据率的有前景的解决方案。为了实现这些目标，在全息大规模MIMO系统中获取准确的信道状态信息是至关重要的。在本文中，我们提出了一种信道估计方案的基础上的参数物理信道模型的视线（LoS）为主的毫米波和太赫兹波段的通信。所提出的信道估计方案利用由连续表面产生的辐射波束的特定结构来估计主导LoS信道模型中的信道参数。所提出的方案的训练开销和计算复杂性不与天线的数量成比例。仿真结果表明，该方法在弱散射环境下的估计性能明显优于其他基准方法。
2022-06-14 cs.IT eess.SP math.IT
Holographic MIMO Systems, Their Channel Estimation and Performance
本文针对全息MIMO系统信道估计难题，提出基于分解与重构（DeRe）的框架，将方位角、仰角和距离参数分解并利用各自协方差矩阵构建压缩感知问题，实现低复杂度、低导频开销且性能更优的稀疏信道估计。
2024-05-27 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Modeling and Channel Estimation for Holographic Massive MIMO with Planar Arrays
在实际的无线环境中，多天线信道通常表现出空间相关衰落。当大量天线密集部署时，这一点更加强调，称为全息大规模MIMO（多输入多输出）。在这封信的第一部分，我们开发了一个信道模型，全息大规模MIMO考虑非各向同性散射和定向天线。在大量天线的情况下，很难获得空间相关矩阵的全部知识。在这种情况下，信道估计通常使用最小二乘（LS）估计器来完成，其不需要信道统计或阵列几何的先验信息。在这封信的第二部分，我们提出了一种新的信道估计方案，利用阵列的几何形状，以确定降低秩的子空间，覆盖任何空间相关矩阵的特征空间。建议的估计优于LS估计，而不使用任何用户特定的信道统计。
2022-02-02 cs.IT eess.SP math.IT
Grouped Sparse Bayesian Estimation for Near-Field Massive MIMO Channels
School of Electronic Science and Engineering, Nanjing University（南京大学电子科学与工程学院）；National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University（东南大学移动通信国家重点实验室）
针对近场大规模MIMO信道估计问题，提出感知可见性的块稀疏贝叶斯算法，仿真显示其信道估计NMSE低于基准方案。
2026-10-19 eess.SP
Green Holographic MIMO Communications With A Few Transmit Radio Frequency Chains
本文研究在少量发射射频链条件下实现绿色全息MIMO通信，提出非均匀全息图案调制（NUHPM）方案，在不增加射频链数量的情况下通过增大天线孔径利用额外空间自由度，从而在高信噪比区域达到容量极限并显著提升性能。
2023-09-22 cs.IT eess.SP math.IT
Dynamic Scattering Arrays for Simultaneous Electromagnetic Processing and Radiation in Holographic MIMO Systems
针对全息MIMO系统的可扩展性问题，提出动态散射阵列（DSA）将处理移至电磁域，实现联合计算与辐射，降低复杂度和射频链数量，增强波束成形及多用户MIMO的灵活性。
2024-05-25 cs.IT eess.SP math.IT
Full Duplex Holographic MIMO for Near-Field Integrated Sensing and Communications
本文研究近场太赫兹全双工全息MIMO基站，通过优化动态超表面天线参数，同时提升目标感知精度与下行通信性能，实现集成感知与通信。
2023-08-07 cs.IT eess.SP math.IT
Walsh Meets OAM in Holographic MIMO
本文针对盘形大型智能表面的全息MIMO系统，提出基于极坐标Walsh函数的预编码设计，并以信道容量为指标与OAM方案及SVD最优情形进行比较，验证其在性能接近的同时可降低实现复杂度和开销。
2023-05-27 cs.IT eess.SP math.IT
A Generalized Electromagnetic-Domain Channel Modeling for LOS Holographic MIMO with Arbitrary Surface Placements
全息多输入多输出（H-MIMO）被认为是使未来无线通信能够支持预期的极端要求（例如高能量和频谱效率）的最有前途的技术之一。由于H-MIMO具有强大的电磁波处理能力，它有可能突破无线环境的基本限制，并为电磁域（尤其是无线信道）的信号处理提供了可能。为此，我们研究了视线（LOS）的H-MIMO通信与任意表面放置，并建立了一个精确的表达的无线信道在EM域。为了进一步得到一个更显式和计算效率更高的信道模型，我们解决了隐式积分的精确信道模型与适度和合理的假设。数值研究表明，我们建立的近似信道模型与精确信道模型具有良好的一致性。
2023-03-15 cs.IT eess.SP math.IT
Degrees of Freedom of Holographic MIMO -- Fundamental Theory and Analytical Methods
本文面向6G全息MIMO，比较割集积分与自伴算子两种分析自由度基本极限的方法，并阐明各自优势与局限。
2025-04-17 cs.IT eess.SP math.IT
Fourier Plane-Wave Series Expansion for Holographic MIMO Communications
想象一个MIMO通信系统，它充分利用了电磁信道提供的传播特性，并最终接近无线通信所施加的限制。这就是全息MIMO通信的概念。准确和易于处理的渠道建模对于了解其全部潜力至关重要。通信理论家使用的经典随机模型是在电磁远场假设下导出的，即阵列上的平面波近似。然而，当考虑电磁大（与波长相比）天线阵列时，这种假设被打破。本文从波传播的第一性原理出发，给出了信道响应的傅里叶平面波级数展开式，它充分反映了任意散射中电磁波传播的本质，在（辐射）近场中也是有效的。该展开基于傅立叶谱表示，并且具有直观的物理解释，因为它统计地描述了源和接收器之间的角耦合。当均匀离散时，它导致在角域中的电磁通道的低秩半酉等效近似。利用所建立的信道模型计算了具有不同信道状态信息的点对点全息MIMO系统的各态历经容量。
2022-10-11 cs.IT eess.SP math.IT
Angular-Distance Based Channel Estimation for Holographic MIMO
本文研究全息MIMO信道估计，提出参数分解与压缩解构框架及DeRe-VM算法，实现3D方位角、俯仰角和距离参数的精确检测与稀疏信道稳健恢复，在近远场环境中均优于现有基准。
2023-11-26 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Holographic Surface-aided Distributed MIMO Radar Systems
针对分布式相控MIMO雷达移相电路功耗高、成本高的问题，提出RHS辅助的分布式MIMO雷达系统，设计幅度控制波束成形方案，在等效功耗和成本下提升多目标检测精度，仿真验证其优越性并揭示最优资源分配。
2025-04-17 cs.SY eess.SP eess.SY
Performance Analysis of Holographic MIMO Based Integrated Sensing and Communications
本文提出基于全息MIMO的ISAC框架，推导了上下行不同设计下的速率、中断概率闭式表达式，分析了性能极限与帕累托/时分速率区域，验证其性能优于传统MIMO ISAC和频分感知通信系统。
2025-01-14 cs.IT eess.SP math.IT
Exploiting Mutual Coupling Characteristics for Channel Estimation in Holographic MIMO
本文研究全息MIMO系统中互耦和空间相关性对信道估计精度的影响，发现忽略互耦会显著降低最小均方误差估计器性能，而最小二乘估计器对互耦鲁棒但仅在高信噪比下表现良好，为设计高效估计算法提供指导。
2024-12-18 eess.SP
On the Degrees of Freedom of RIS-Aided Holographic MIMO Systems
在本文中，我们研究基于不同层次的信道状态信息的系统优化的地面通信系统。我们从速率和自由度（DoF）两个方面分析了系统的性能。我们发现，部署的可重构智能表面（RIS）的结果增加自由度的数量，通过扩展近场区域。在莱斯衰落信道中，我们表明，RIS可以有效地优化，仅基于发送和接收表面的位置，同时提供良好的性能，如果莱斯衰落因子不是太小。
2023-01-27 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Holographic Surface: A New Paradigm for Ultra-Massive MIMO
针对超大规模MIMO因相控阵成本和功耗高难以实现的问题，本文提出可重构全息表面（RHS）新范式，概述其原理、技术及通信原型实现与实验结果，为6G超大规模MIMO提供低成本方案。
2024-11-28 cs.IT eess.SP math.IT
DFT-Based Channel Estimation for Holographic MIMO
针对全息MIMO系统中MMSE信道估计复杂度高的问题，提出基于DFT近似的低复杂度方法，用循环矩阵替换协方差矩阵，在中等阵列规模下达到最优性能且复杂度更低，还提升了协方差矩阵不完善时的鲁棒性。
2023-12-17 cs.IT eess.SP math.IT
Capacity Analysis of Holographic MIMO Channels with Practical Constraints
全息多输入多输出（MIMO）被认为是一种很有前途的技术，通过将大量天线集成到紧凑的空间中来实现前所未有的频谱效率。大多数全息MIMO的研究都是基于各向同性散射环境，天线增益被假定为不受部署空间的限制。然而，由于广义角分布，信道可能不满足各向同性散射，并且天线增益实际上受到阵列孔径的限制。在这封信中，我们的目的是分析全息MIMO信道容量的实际角度分布和阵列孔径的限制。首先，我们通过引入基于波数域的方法计算广义角分布的谱密度。在此基础上，分析了广义角度分布下的容量，并考虑了两种不同的孔径方案。最后，数值结果表明，在高信噪比时，角度分布对容量的影响明显，而在低信噪比时，角度分布对容量的影响很小;由于阵列孔径的限制，容量不会随天线密度的增加而无限增加。
2022-12-29 eess.SP
Near-Field Channel Modeling for Holographic MIMO Communications
本文概述了近场全息MIMO（H-MIMO）信道建模，详细介绍了各类建模方法、特征、挑战与评估标准，并提出了应对计算和测量复杂性的电磁域信道模型及未来研究方向。
2024-03-16 cs.IT eess.SP math.IT
LoS+NLoS Holographic MIMO: Analysis and Application of Wavenumber-Division Multiplexing
University of Oulu（奥卢大学）；CNRS and CentraleSupélec - Univ. Paris-Saclay, Institute of Electronics and Digital Technologies (IETR)（法国国家科学研究中心与巴黎萨克雷大学中央理工-巴黎高等电力学院，电子与数字技术研究所）；King’s College London, Department of Engineering-Centre for Telecommunications Research（伦敦国王学院，工程系-电信研究中心）
本文提出了一种统一的LoS+NLoS信道表示方法，扩展了波数分割复用框架以适应非视距场景，并推导了各向同性和非各向同性散射的闭合形式表征，从而提升了全息MIMO的性能。
2026-10-06 eess.SP
Efficient Near-Field Imaging Using Cylindrical MIMO Arrays
基于多输入多输出（MIMO）阵列的毫米波（MMW）成像技术在隐蔽武器探测中具有广阔的应用前景。针对发射天线和接收天线在垂直和水平圆弧方向上均布的圆柱形MIMO阵列方案，提出了一种基于波数域处理的近场成像算法。通过零填充离散时间傅里叶变换分析了与MIMO阵列相关的频谱混叠。分析表明，欠采样阵列可以用于波数域算法恢复毫米波图像。描述了MIMO阵列天线阵元间距的要求。数值模拟以及与反投影（BP）算法的比较，证明了所提出的方法的有效性。
2021-01-22 eess.SP
Holographic Metasurface Antennas for Uplink Massive MIMO Systems
我们提出了一种上行链路大规模多输入多输出系统，使用全息超表面阵列作为扇区天线。该天线由一组矩形波导馈电超材料表面组成，这些超材料表面沿着仰角方向组合成平面孔径，每个超材料表面都具有亚波长尺寸的超材料元件作为辐射器。超材料辐射器被设计为使得波导馈电超表面实现用于引导（或参考）模式的全息解决方案，生成朝向规定方向的扇形波束，从而形成多波束天线系统。我们证明，窄带上行链路大规模多输入多输出系统使用的元表面可以实现的总和容量接近所提供的瑞利信道在3.5 GHz。我们表明，支持多个扇形波束的元表面可以在6 GHz以下的信道中实现方位角方向上的高空间分辨率，从而在基站和用户之间形成不相关的MIMO信道。此外，所提出的超表面天线在结构上简单、低成本且高效，并且因此适合于减轻装备有大型天线系统的大规模多输入多输出系统所共有的RF硬件问题。
2021-08-27 eess.SP physics.app-ph
A Universal Framework for Holographic MIMO Sensing
针对任意形状连续全息 MIMO 天线，论文提出基于空间与频谱集中及 Slepian 特征值问题的通用感知空间确定框架，可准确估计自由度并适用于共形天线。
2023-09-28 cs.IT eess.SP math.IT
Near-Field Wideband Extremely Large-scale MIMO Transmission with Holographic Metasurface Antennas
针对超大规模MIMO中近场与双宽带效应降低传输性能的问题，提出基于球面波信道模型的HMA辅助波束合并算法框架，可有效缓解和速率损失，性能优于同孔径传统混合波束成形方案。
2022-05-05 cs.IT eess.SP math.IT
A Tutorial on Holographic MIMO Communications--Part I: Channel Modeling and Channel Estimation
本文作为全息MIMO通信教程第一部分，系统介绍HMIMO基本概念、信道建模最新进展及高效信道估计方法，并通过数值结果验证新信道模型的统计一致性与估计器性能。
2023-05-25 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Refractive Surfaces: An Energy-Efficient Way to Holographic MIMO
全息多输入多输出（HMIMO）技术将大量的天线单元集成到一个紧凑的空间中，以实现空间连续的孔径，在未来的无线网络中起着重要的作用。在具有众多天线元件的情况下，由于不可接受的功耗，难以经由相控阵列实现HMIMO。为了解决这个问题，可重构折射表面（RRS）是HMIMO的能量有效的使能器，因为该表面没有昂贵的移相器。与传统的作为被动中继的元表面不同，RRS被用作发射天线，其中远场近似不再成立，这促使新的性能分析框架。在这封信中，我们首先推导出基于RRS的单用户下行链路系统的数据率，然后将其功耗与相控阵进行比较。仿真结果验证了我们的分析，并表明RRS是一种能量有效的方式HMIMO。
2022-07-06 cs.IT eess.SP math.IT
Holographic MIMO: How Many Antennas Do We Need for Energy Efficient Transmission?
本文研究多用户全息MIMO下行链路的能效优化问题，推导了MRT预编码下遍历可达速率的闭式表达式，并证明了在空间受限表面上优化天线数量以实现能量效率最大化的隐式解具有全局最优性。
2023-04-14 cs.IT eess.SP math.IT
Holographic MIMO-assisted Multiuser Transmission with Electromagnetic Exposure Constraints
National Mobile Communications Research Laboratory, Southeast University（东南大学移动通信国家重点实验室）；Purple Mountain Laboratories（紫金山实验室）；GIC & 6GIC, Institute for Communication Systems (ICS), University of Surrey（萨里大学通信系统研究所5GIC与6GIC）
针对大规模阵列系统中用户端电磁暴露问题，建立多用户上行链路HMIMO模型及SAR模型，通过改进的迭代注水算法解决频谱效率最大化问题，仿真表明该算法能在满足SAR约束时有效提升系统SE。
2026-07-14 cs.IT eess.SP math.IT
Holographic MIMO Communications: What is the benefit of closely spaced antennas?
本文利用多端口通信理论分析全息MIMO系统中紧密排列天线的性能，发现仅中等尺寸阵列的频谱效率随间距减小而提升，大型阵列改善甚微。
2024-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
Spatially-Stationary Model for Holographic MIMO Small-Scale Fading
想象一下，在一个紧凑的空间中有一个大量（可能是无限的）天线阵列。我们将这种系统称为全息MIMO。鉴于Massive MIMO令人印象深刻的特性，人们可能会期望全息阵列实现极高的空间分辨率，难以置信的能源效率和前所未有的频谱效率。然而，目前尚未最终确定其基本限度。分析和理解这种范式转变的一个主要挑战是缺乏数学上易于处理和数值上可重复的通道模型，这些模型保留了一些物理现实的语义。详细的物理模型一般来说太复杂，难以进行分析。本文旨在仔细研究这一跨学科的挑战。特别地，我们考虑了远场的小尺度衰落，并将其建模为零均值、空间平稳和相关的高斯标量随机场。通过要求随机场与标量亥姆霍兹方程一致来获得物理上有意义的相关性。这个公式直接导致一个相当简单和准确的描述的三维小尺度衰落作为傅立叶平面波谱表示。适当地离散化，这导致作为傅立叶平面波级数展开的场的离散表示，由此开发了一种计算高效的方式来生成在空间受限的紧凑空间上的小尺度衰落的样本。与传统的线性系统理论和傅立叶变换的工具的连接进行了深入的讨论。
2021-11-02 cs.IT eess.SP math.IT
Electromagnetic Normalization of Channel Matrix for Holographic MIMO Communications
本文针对全息MIMO通信中传统信道矩阵归一化方法无法适应新型阵列拓扑的问题，提出了基于解析、物理和全波阵列增益的电磁归一化方法及近场并矢格林函数归一化方法，并通过容量分析验证了准确归一化对系统性能评估和优化设计的重要性。
2024-09-12 eess.SP
Exploiting Multiple Polarizations in Extra Large Holographic MIMO
本研究通过全息近似方法，分析了在视距和近场条件下使用多正交分集的超大MIMO阵列的渐近信道与可达速率，发现存在使频谱效率最大化的天线表面最优尺寸。
2024-10-11 cs.IT eess.SP math.IT
A Transmit-Receive Parameter Separable Electromagnetic Channel Model for LoS Holographic MIMO
针对现有H-MIMO电磁域信道模型需大量全局参数测量的难题，提出收发参数可分离的信道建模方法，仅需局部位置与阵面中心间距信息即可构建信道，可逼近真实信道与理论容量。
2023-08-29 cs.IT eess.SP math.IT
Degrees of Freedom of Holographic MIMO Channels
我们考虑矩形对称的空间约束孔径，旨在检索通过不同的分析和工具在其他地方获得的空间自由度（DoF）的平均数的限制。与以前的工作不同，我们使用最近在[1]中引入的傅立叶平面波级数展开，其中远场小尺度衰落的统计模型是在笛卡尔空间傅立叶基上基于连续空间和物理的正交展开的基础上开发的。这种扩展产生了一组统计独立的随机系数，其基数直接给出了DoF平均数的限制。的治疗是有限的各向同性散射环境，但可以扩展到非各向同性的情况下，通过线性系统理论解释的平面波传播。
2020-02-27 cs.IT eess.SP math.IT
Achievable Rate Analysis of Intelligent Omni-Surface Assisted NOMA Holographic MIMO Systems
本文研究IOS辅助全息MIMO系统中的NOMA方案，在考虑硬件损伤条件下推导遍历速率下界，并证明其速率优于正交多址方案且高信噪比下会饱和。
2024-05-02 cs.IT eess.SP math.IT
Fundamental Theorems on Controllability in Wave-domain Processing for Holographic MIMO
Dipartimento di Ingegneria dell’Energia Elettrica e dell’Informazione “Guglielmo Marconi” (DEI), WiLAB-CNIT, University of Bologna（博洛尼亚大学）
本文研究了波域处理中全息MIMO系统中可重构电磁设备的可控性，推导了几何和元件间互耦影响下的必要充分条件，并通过数值结果分析了元件数量、物理尺寸、自由度和方向性之间的关系。
2026-04-24 eess.SP
Mutual Information Optimization for SIM-Based Holographic MIMO Systems
针对基于SIM的全息MIMO系统中离散信令下互信息优化难题，提出交替投影梯度法（APGM），通过逐层优化信号预编码和SIM相移来最大化信道截止率，显著提升系统性能并验证了数字预编码的重要作用。
2024-08-26 cs.IT eess.SP math.IT
Channel Modeling and Multi-User Precoding for Tri-Polarized Holographic MIMO Communications
研究了在多用户全息多输入多输出面（HMIMOS）无线通信系统中利用三重极化（TP）技术，在不增加天线阵列尺寸的前提下提高系统容量。我们特别考虑发射机和接收机都配备有包括紧凑的亚波长TP贴片天线的HMIMOS。为了表征TP MUHMIMOS系统，TP近场信道模型，提出了使用并矢格林函数，其特性被用来设计一个基于用户簇的预编码方案，以减轻交叉极化和用户间干扰的贡献。本文还对无限小贴片天线的HMIMOS进行了理论相关分析。根据所提出的方案，用户被分配到三个极化之一，这是很容易实现的，在成本，但是，减少系统的多样性。我们的数值结果表明，交叉极化信道分量对系统性能有不可忽视的影响，这是有效地消除了所提出的MU预编码方案。
2023-02-10 cs.IT eess.SP math.IT
Densifying MIMO: Channel Modeling, Physical Constraints, and Performance Evaluation for Holographic Communications
本文针对全息通信中天线互耦合、极化和缺乏实验的问题，提出一种基于电磁波特性的信道模型，从理论上研究了大规模密集天线阵列的性能限制，并通过仿真和测量实验发现元件间距小于半波长时的耦合效应是导致性能拐点的主因。
2023-12-06 cs.IT eess.SP math.IT
Holographic MIMO Communications exploiting the Orbital Angular Momentum
本文研究全息MIMO通信中利用智能表面在近场视距场景下激发轨道角动量（OAM）的可行策略，通过仿真证明OAM波虽比最优通信模式更实用，但在可实现容量上为次优。
2023-04-03 eess.SP
Directivity-Aware Degrees of Freedom Analysis for Extremely Large-Scale MIMO
本研究利用波数域信道表示，分析了考虑天线方向性的极大规模MIMO系统的有效自由度（EDoF），揭示了耦合系数的不均匀分布，并通过仿真探讨了EDoF和遍历信道容量随单元间距的变化。
2024-12-24 cs.IT eess.SP math.IT
Optical MIMO Communication Using Holographic Spectral Multiplexing of Pulsed Ultrashort Laser
在本文中，我们介绍了全息光谱复用（HSM）作为一种新的技术，使多输入多输出（MIMO）光网络中的通信。HSM使用超短激光脉冲的光谱空间以2D全息图的形式创建线代码。通过在频谱处理装置（SPD）中对脉冲频率分量进行空间分散，在时间傅立叶域中执行脉冲处理。2D全息图由SLM在脉冲的光谱分解傅立叶平面上刻下的强度差异图案组成。以这种方式定义的全息线码将超短激光脉冲转换为高熵数据符号，从而提高了通信的频谱效率。与传统的光多路复用方案（例如，TDM、WDM或SDM），但HSM并不物理地或抽象地将通信传播空间分成子信道。相反，HSM通过允许脉冲包络下的光子波在同一空间中传播，从而它们通过色散散射和干涉来实现MIMO通信范例。这允许HSM在发送器侧和接收器侧的SLM的像素之间形成光束，并优化光束以适应信道散射情况。通过这种方式，HSM提供速率增益，在最佳情况下，该速率增益以指数方式增加通信的信息速率。
2022-02-02 cs.NI eess.SP
Multi-User Holographic MIMO Surfaces: Channel Modeling and Spectral Efficiency Analysis
多用户全息多输入多输出表面（MU-HMIMOS）范例能够以最小的功耗实现大的连续孔径，最近被认为是未来无线网络的节能解决方案，根据期望的通信、定位和感测目标，在影响电磁（EM）波传播方面提供增加的灵活性。MU-HMIMOS无线系统中信道建模是一个关键的研究挑战，主要是由于大量密集贴片天线引起的耦合效应。在本文中，我们专注于多用户MIMO通信的下行链路的这一挑战，并扩展EM兼容的信道模型，多用户的情况下，这是表示在波数域使用傅立叶平面波近似。基于所提出的信道模型，我们研究了最大比传输和迫零（ZF）预编码方案的频谱效率。我们还介绍了一种新的硬件高效的ZF预编码器，利用诺依曼级数（NS）的扩展，以取代所需的矩阵求逆运算，这是很难在传统的方式计算，由于在设想的MU-HMIMOS通信系统中的贴片天线的数量非常大。与传统的独立和相同的瑞利衰落信道，忽略天线耦合的影响相比，建议EM兼容的信道模型捕获的相互耦合引起的非常小的天线间距。我们广泛的性能评估结果表明，我们的理论性能表达式近似足够好.
2022-07-03 cs.IT eess.SP math.IT
Mutual-Coupling-Aware Movable and Fluid Antennas on Holographic Surfaces: A Wavenumber-Domain Circuit-Field Unification
Interdisciplinary Centre for Security, Reliability and Trust (SnT), University of Luxembourg（卢森堡大学安全、可靠性与信任跨学科中心）
本文统一了互耦合建模的电路与场理论，提出波数域电路-场统一框架，求解感知耦合的多用户和速率最大化问题，量化了耦合对天线性能的影响。
2026-09-14 eess.SP
A Joint Graph-Cut Channel Estimation Method for Multi-user Holographic MIMO
School of Information and Electronics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学信息与电子学院）
本文提出一种联合图割算法，用于全息MIMO多用户信道估计，通过傅里叶谐波变换将信道矩阵投影到波数域，利用用户共享的散射簇特性，提高估计精度并减少试点长度。
2026-03-18 eess.SP
Holographic MIMO Communications with Arbitrary Surface Placements: Near-Field LoS Channel Model and Capacity Limit
本文针对视距环境下任意表面部署的点对点全息MIMO系统，建立两种高效近场信道模型，推导容量极限的紧上界，揭示容量与阵元面积、阵元间距的对数增长关系，为系统性能预测提供支撑。
2023-11-29 cs.IT eess.SP math.IT
