基于单个部分连接接收 RIS 的 3D 定位：定位误差分析与算法设计
信号处理
2022-12-06 v1
摘要
在本文中，我们引入了部分连接的接收可重构智能表面（R-RIS）的概念，其指的是旨在高效感知入射到其上的电磁波形并定位发射这些波形的用户的超表面。所提出的 R-RIS 硬件架构包含元原子子阵列，每个子阵列集成一个波导，用于将到达其元原子的波形引导至接收射频（RF）链，从而实现信号/信道参数估计。我们特别关注用户位于所有 R-RIS 子阵列远场中的场景，并提出了一种基于窄带信令和每个单接收 RF 的 R-RIS 子阵列上入射信号到达角（AoA）估计的三维（3D）定位方法。对于 AoA 估计，其依赖于通过每个子阵列的元原子相位配置对接收信号进行空间采样，我们设计了一种离网格原子范数最小化方法，随后采用基于子空间的根多重信号分类（MUSIC）。AoA 估计最终通过最小二乘直线相交方法组合，以获得发射同步定位导频的用户的位置坐标。我们推导的关于估计参数的理论 Cramér Rao 下界（CRLB）与我们的定位方法的广泛计算机仿真结果进行了比较，验证了所提出的 R-RIS 赋能的 3D 定位系统的有效性，其被证明可提供厘米级定位精度。我们的综合性能评估还展示了各种系统参数对定位性能的影响，即训练开销和 R-RIS 与用户之间的距离，以及 R-RIS 子阵列之间的间距及其划分模式。
引用
@article{arxiv.2212.02088,
title = {3D Localization with a Single Partially-Connected Receiving RIS: Positioning Error Analysis and Algorithmic Design},
author = {Jiguang He and Aymen Fakhreddine and Charles Vanwynsberghe and Henk Wymeersch and George C. Alexandropoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.02088},
year = {2022}
}
备注
11 pages (double column), 6 figures, submitted to IEEE TVT