无记忆 ISAC 系统中容量 - 失真权衡的分析
信息论
2024-03-29 v2 信号处理
math.IT
摘要
本手稿研究了集成感知与通信（ISAC）的信息论极限，旨在实现同时可靠的通信和精确的信道状态估计。我们将此类系统建模为具有存在或缺失信道反馈以及发射端和接收端广义边信息的状态依赖离散无记忆信道（SD-DMC），其中在接收端执行消息解码和状态估计的联合任务。我们在不同因果性水平的边信息下，刻画了可达通信速率与估计误差之间的关系，即容量 - 失真（C-D）权衡。通过赋予边信息不同的含义，该框架被证明能够模拟各种实际场景，包括单站和双站雷达系统。随后，分析扩展至双用户退化广播信道，我们推导出了在某些条件下紧致的可达 C-D 区域。为了解决计算 C-D 函数/区域时出现的优化问题，我们提出了一种近端块坐标下降（BCD）方法，证明了其收敛至驻点，并推导了停止准则。最后，研究了几个代表性示例，以展示我们框架的多功能性和所提算法的有效性。
引用
@article{arxiv.2402.17058,
title = {An Analysis of Capacity-Distortion Trade-Offs in Memoryless ISAC Systems},
author = {Xinyang Li and Vlad C. Andrei and Aladin Djuhera and Ullrich J. Mönich and Holger Boche},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.17058},
year = {2024}
}