近场波束训练中的挑战与未来方向

近场波束训练在毫米波和太赫兹通信中发挥着至关重要的作用，然而，仍然存在一些尚未解决的挑战。

多径传播： 大多数现有研究假设了具有球面波前的单一直射路径 (LoS)。然而，在近场区域中，更普遍的信道模型涉及多条额外的非直射 (NLoS) 路径，尤其是在 XL-arrays 和用户之间存在多个散射体的情况下。一种可能的解决方案是首先利用 DFT 码本识别主导角区域来确定所有路径的角度，然后使用极坐标码本逐个确定散射体的距离。然而，当不同路径的主导角区域显著重叠时，这种方法可能失效。

不同阵列结构的适用性： 目前，大多数近场波束训练方法都是针对均匀线性阵列 (ULA) 开发的。将这些方法扩展到其他阵列结构，例如均匀平面阵列 (UPA) 或均匀圆形阵列 (UCA)，是一个值得研究的方向。

近场和远场场景的统一方法： 在某些场景下，用户可能分布在近场和远场区域。因此，迫切需要一种适用于近场和远场场景的统一波束训练方法。这需要深入研究近场和远场波束训练方法的有效融合。一种可行的方法是首先快速识别用户是位于近场还是远场，然后应用相应的波束训练方法。

非均匀可见区域的影响： 在实际应用中，XL-arrays 的可见区域 (VR) 也会影响近场波束训练性能，因为不同的用户可能会观察到 XL-arrays 的不同区域。在存在非均匀可见区域的情况下，如何进行高效的多用户波束训练并降低训练开销是一个值得未来研究的有趣问题。

总结： 近场波束训练仍然面临着诸多挑战，需要进一步的研究和探索。多径传播、不同阵列结构的适用性、近场和远场场景的统一方法以及非均匀可见区域的影响都是未来研究的重要方向。