从火炬到投影：集成感知与通信的基本权衡
信息论
2023-10-18 v2 math.IT
摘要
感知与通信（S&C）在历史上一直并行发展。近十年来，它们已从分离演进至集成，催生了集成感知与通信（ISAC）范式，该范式已被认定为六大关键 6G 应用场景之一。尽管大量研究工作致力于 ISAC 信号处理，但 ISAC 系统中 S&C 的基本性能极限仍鲜有探索。在本教程论文中，我们试图从信息论视角总结刻画 ISAC 系统性能边界及由此产生的 S&C 权衡的近期研究发现。我们以描绘 S&C 资源竞争机制的民间“火炬隐喻”开篇。随后，我们详述基本的容量-失真（C-D）理论，指出该隐喻的不完备性。为此，我们进一步通过讨论 C-D 框架内的一个特例，即 Cramer-Rao 界（CRB）-速率区域，来阐述 S&C 权衡。特别地，S&C 在发射信号所占子空间与所采用码本上均存在偏好差异，从而引出与 ISAC 火炬类比互补的“投影隐喻”。我们还利用从基础理论汲取的经验给出两个实际设计示例。最后，我们指出若干开放挑战以作总结。
引用
@article{arxiv.2310.09749,
title = {From Torch to Projector: Fundamental Tradeoff of Integrated Sensing and Communications},
author = {Yifeng Xiong and Fan Liu and Kai Wan and Weijie Yuan and Yuanhao Cui and Giuseppe Caire},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.09749},
year = {2023}
}
备注
15 pages, 11 figures, submitted to IEEE BITS the Information Theory Magazine