推进太赫兹无线电地图构建与障碍物感知：一种 ISAC 中的集成生成框架
信号处理
2025-04-01 v1
摘要
太赫兹（THz）频段的通信感知一体化（ISAC）能够实现障碍物检测，这反过来又促进了高效的波束管理，以缓解 THz 信号阻塞。同时，通过接收信号强度（RSS）分布来捕捉信号传播特性的 THz 无线电地图非常适合感知，因为它本质上包含与障碍物相关的信息并反映了 THz 信道的独特性质。这意味着 ISAC 中通信辅助的感知可以利用 THz 无线电地图有效实现。然而，由于 THz 传感器部署稀疏且其准确测量 RSS 分布的能力有限，构建无线电地图面临重大挑战，这直接影响了障碍物感知。在本文中，我们首次提出了一个集成问题，利用感知到的障碍物与构建的 THz 无线电地图之间的相互增强。为了在解决这一挑战的同时提高泛化能力，我们提出了一种基于条件生成对抗网络（CGAN）的集成框架，该框架揭示了嵌入障碍物信息的 THz 无线电地图的流形结构。此外，认识到来自不同波束方向的 THz 无线电地图之间共享的环境语义，我们引入了一种新颖的基于投票的感知方案，其中通过聚合由 CGAN 生成的 THz 无线电地图的投票来检测障碍物。仿真结果表明，所提出的框架在无线电地图构建和障碍物感知方面均优于非集成基线，在真实场景中均方误差（MSE）分别降低了 44.3% 和 90.6%。这些结果验证了所提出的基于投票的方案的有效性。
引用
@article{arxiv.2503.23055,
title = {Advancing THz Radio Map Construction and Obstacle Sensing: An Integrated Generative Framework in ISAC},
author = {Tianyu Hu and Shuai Wang and Yunhang Xie and Lingxiang Li and Zhi Chen and Boyu Ning and Wassim Hamidouche and Lina Bariah and Samson Lasaulce and Merouane Debbah},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.23055},
year = {2025}
}