面向集成探测与通信系统的数字孪生辅助波束赋形设计
信号处理
2024-12-11 v1 信息论
math.IT
摘要
本文探索了一种新颖的研究方向，即利用数字孪生技术辅助集成探测与通信 (ISAC) 系统的波束赋形设计。在该设置中，基站设计联合通信与探测波束，以服务于通信用户并检测探测目标。利用环境的电磁 (EM) 3D 模型和射线追踪，数字孪生可以提供各种信息，例如传播路径参数和无线信道，以辅助通信与探测系统。更具体地说，我们的基于数字孪生的波束赋形设计首先利用环境 EM 3D 模型和射线追踪来 (i) 预测线视 (LoS) 和非线视 (NLoS) 探测信道路径的方向，以及 (ii) 在这些探测信道路径中识别主要路径。然后，为了优化联合探测与通信波束，我们在满足最小通信信噪比 (SINR) 要求的同时，最大化主要探测信道分量上的探测信噪比 (SNR)。仿真结果表明，所提出的数字孪生辅助的波束赋形设计在 LoS 和 NLoS 主导区域均实现了接近最优的目标探测 SNR，同时确保通信用户所需的 SINR。这一发现突显了利用数字孪生技术辅助 ISAC 系统的潜力。
引用
@article{arxiv.2412.07180,
title = {Digital Twin Assisted Beamforming Design for Integrated Sensing and Communication Systems},
author = {Shuaifeng Jiang and Ahmed Alkhateeb},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.07180},
year = {2024}
}
备注
Presented at Asilomar 2024. Code and dataset will be available on the paper page: https://www.wi-lab.net/research/digital-twin-assisted-beamforming-design-for-integrated-sensing-and-communication-systems/