双向集成感知与通信：全双工还是半双工？
信息论
2024-01-05 v2 math.IT
摘要
提出了一种双向集成感知与通信（ISAC）系统，其中一对收发器进行双向通信与相互感知。针对双向 ISAC，分别在窄带与宽带系统中构想了全双工与半双工操作。1) 对于窄带系统，重新设计了传统的全双工与半双工操作以考虑感知回波信号。随后，提出两个收发器的发射波束成形设计，以解决感知与通信（S&C）的权衡问题。提出了一种基于逐次凸近似（SCA）的单层迭代算法，以获得卡鲁什-库恩-塔克（KKT）最优解。2) 对于宽带系统，提出了面向双向 ISAC 的新型全双工与半双工操作。特别地，频率选择性衰落信道通过延迟预补偿与基于路径的波束成形来处理。通过重新设计所提基于 SCA 的算法，获得了表征 S&C 权衡的基于路径波束成形的 KKT 最优解。最后，数值结果表明：i) 对于两种带宽场景，感知所引入干扰的存在使得全双工未必总是优于半双工，尤其在感知优先体制下或当通信信道为视距主导时；ii) 对于两种双工操作，在窄带系统中复用通信信号用于感知已足够，而在宽带系统中需要额外的专用感知信号。
引用
@article{arxiv.2210.14112,
title = {Bidirectional Integrated Sensing and Communication: Full-Duplex or Half-Duplex?},
author = {Zhaolin Wang and Xidong Mu and Yuanwei Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.14112},
year = {2024}
}
备注
15 pages, 10 figures