XL-arrays for Enhanced Wireless Performance: Near-Field Beam Management and Applications

在图2中，我们展示了XL-arrays在室内和室外场景中提升无线系统性能的一些典型应用。例如，在无线能量传输（WPT）系统中，通过利用波束聚焦特性，XL-arrays可以减少能量泄漏，从而极大地提高充电效率。其次，XL-arrays可以通过防止位于合法用户方向的窃听者截取通信来提高物理层安全（PLS）。通过在基站（BS）上使用XL-arrays，信号可以有意地聚焦在特定距离上的合法用户，从而有效地减少信息泄漏给不同距离上的窃听者。此外，XL-arrays还可以通过提供关于接收信号源的角度和距离信息来增强无线感知和定位性能。此外，对于室内场景，可以部署XL-arrays以大幅提高适应数据密集型（例如沉浸式现实）和位置敏感型（例如远程医疗）应用的可达速率。

尽管上述优势和应用非常吸引人，但近场XL-arrays无线系统也面临着实际挑战。特别是，为了利用XL-arrays的波束聚焦增益，需要为近场情况开发新的高效的波束管理方法，这与远场情况有所不同。因此，本文旨在概述XL-arrays的近场波束管理，包括近场波束训练、波束跟踪和波束调度。在接下来的章节中，我们概述了它们的主要设计问题，并提出了解决这些问题的有前景的解决方案。此外，还提供了近场通信中的其他重要方向，以激发未来的研究工作。