基于智能反射面的三维多目标定位：协议与分析
信息论
2024-02-29 v2 信号处理
math.IT
摘要
随着新兴的环境感知应用，泛在感知有望在未来网络中发挥关键作用。本文研究一种三维（3D）多目标定位系统，其中应用多个智能反射面（IRSs）来创建绕过基站（BS）与目标的虚拟视距（LoS）链路。为充分揭示 IRS 用于感知的根本极限，我们首先研究单目标单 IRS 情形，并提出一种通过控制 IRS 开关状态的新型两阶段定位协议。具体而言，在 IRS 关闭阶段，我们推导 BS-目标链路的方位角/仰角到达方向（DoA）的克拉美罗界（CRB），并设计基于 MUSIC 算法的 DoA 估计器。在 IRS 开启阶段，推导 IRS-目标链路的方位角/仰角 DoA 的 CRB，并提出一种基于网格化 IRS 波束扫描方法的简单 DoA 估计器。特别地，分析了 IRS 从不同路径反射的回波信号对感知性能的影响。此外，我们证明 IRS 的单波束无法感知，但可通过多波束实现。基于获得的两种 DoA，构建 3D 单目标位置。随后扩展至多目标多 IRS 情形，提出通过控制多个 IRS 开关状态的 IRS 自适应感知协议，并开发了多目标定位算法。仿真结果证明了本方案的有效性，并表明可实现亚米级定位精度。
引用
@article{arxiv.2310.15574,
title = {3D Multi-Target Localization Via Intelligent Reflecting Surface: Protocol and Analysis},
author = {Meng Hua and Guangji Chen and Kaitao Meng and Shaodan Ma and Chau Yuen and Hing Cheung So},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.15574},
year = {2024}
}
备注
This paper has been submitted to IEEE journal for possible publication