异步 RIS 辅助定位：基本极限的综合分析
信息论
2023-03-28 v4 信号处理
math.IT
摘要
可重构智能表面（RIS）因其以低成本增强无线通信以及室内定位性能的能力而受到相当关注。本文研究异步场景下基于 RIS 的近场定位的性能极限，并分析级联信道各部分对定位性能的影响。推导了 Fisher 信息矩阵（FIM）和位置误差界（PEB）。此外，我们还推导了位置相关中间参数的等效 Fisher 信息（EFI）。借助所推导的 EFI，我们验证了当信道中 RIS-用户设备（UE）部分考虑近场模型时，可同时获得用户的距离和方位信息，而在远场场景下仅能推断 UE 的方向。这一结果在传统有源大规模阵列直接感知到达曲率（COA）的场景中已为人所知，我们证明当大规模 RIS 被动感知 COA 时该结论依然成立。对于基站（BS）-RIS 部分的信道，我们揭示该部分信道决定了 BS 天线阵列所提供增益的类型。此外，在单载波、单快拍情况下，需要 BS-RIS 与 RIS-UE 部分信道均工作于近场场景才能对 UE 定位。我们还表明，众所周知的 RIS 聚焦控制方案（最大化接收 SNR）并非总是好的选择，并可能在异步场景中降低定位性能。仿真结果验证了分析工作。还研究了聚焦控制方案在同步与异步条件下对 PEB 性能的影响。
引用
@article{arxiv.2210.10401,
title = {Asynchronous RIS-assisted Localization: A Comprehensive Analysis of Fundamental Limits},
author = {Ziyi Gong and Liang Wu and Zaichen Zhang and Jian Dang and Yongpeng Wu and Jiangzhou Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.10401},
year = {2023}
}