300 GHz 单站感知中的厘米级几何重建与材料识别
信息论
2024-10-31 v1 信号处理
math.IT
摘要
太赫兹（THz）集成感知与通信（ISAC）技术旨在实现高通信性能与先进感知能力的协同。对于 ISAC 的各种应用，准确的环境重建——包括几何重建与材料识别——至关重要。本文针对典型室内场景中的单站感知情况，提出了一种高精度的几何重建算法与材料识别方案。实验在 290 GHz 至 310 GHz 的频率范围内进行，使用矢量网络分析仪（VNA）信道探测仪，通过共置发射端与接收端实现。实现了基于联合延迟与角度的空间交替广义期望最大化（SAGE）算法，用于估计多径分量（MPC）参数，并基于提取的参数重建室内几何结构。此外，采用基于几何的方法对拐角处的虚假路径进行建模与去除，达到了 1.75 cm 的精度。同时，建立了基于 THz 时域光谱（THz-TDS）的材料数据库，涵盖了 200 多种常见材料样本的反射损耗。将该数据库应用于单站感知，墙壁和窗框的测量反射损耗被准确识别为水泥和钢材。结果表明，本文的方法在实用 THz ISAC 场景中实现了厘米级几何重建与精确材料识别，相比微波和毫米波频段释放了前所未有的感知潜力。
引用
@article{arxiv.2410.22852,
title = {Centimeter-level Geometry Reconstruction and Material Identification in 300 GHz Monostatic Sensing},
author = {Zitong Fang and Ziming Yu and Chong Han},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.22852},
year = {2024}
}