单站集成感知与通信系统中的六维雷达感知与跟踪
信号处理
2023-12-29 v1
摘要
本文针对单站集成感知与通信（ISAC）系统，提出了一种基于多输入多输出（MIMO）阵列的动态目标六维（6D）雷达感知与跟踪新方案。与大多数现有ISAC研究认为仅基于单个基站（BS）只能测量远场动态目标的径向速度不同，我们发现MIMO-ISAC系统的感知回波信道实际上包含了动态目标的距离、水平角、俯仰角、径向速度、水平角速度和俯仰角速度。因此，我们可以完全依赖单个BS从感知回波信号中估计动态目标的6D运动参数。具体而言，我们首先提出了动态目标的长期运动和短期运动模型，其中短期运动模型服务于动态目标的单次感知，而长期运动模型服务于动态目标的多帧跟踪。进一步，我们推导了对应于短期运动的感知信道模型。接下来，对于单次感知，我们采用阵列信号处理方法估计动态目标的水平角、俯仰角、距离和虚拟速度。通过认识到不同天线观测到的虚拟速度不同，我们采用平面拟合来估计动态目标的径向速度、水平角速度和俯仰角速度。此外，我们基于每次单次感知结果和卡尔曼滤波实现了动态目标的多帧跟踪。仿真结果证明了所提出的6D雷达感知与跟踪方案的有效性。
引用
@article{arxiv.2312.16441,
title = {6D Radar Sensing and Tracking in Monostatic Integrated Sensing and Communications System},
author = {Hongliang Luo and Feifei Gao and Fan Liu and Shi Jin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.16441},
year = {2023}
}