多 Sector 智能表面实现全空间无线感知
信号处理
2024-06-26 v2 信息论
math.IT
摘要
多 Sector 智能表面（multi-sector intelligent surface, IS）凭借更智能的波束操控能力，已被证明能够增强信道增益并实现通信中的全空间覆盖。然而，多 Sector IS 在无线感知领域的优势尚未得到探索。本文提出了将多 Sector IS 应用于无线感知/定位的新方案，具体包括构建一种新型自感知系统，其中主动源控制器利用多 Sector IS 的几何结构，将发射信号反射/散射至整个空间，从而实现无线感知的全覆盖。此外，在每个 Sector 的 IS 元素位置安装专用传感器，收集目标的回波信号并协同工作以感知目标方位角。在此背景下，我们为所提出的多 Sector IS 自感知系统开发了目标方位角的最大似然估计器，并给出相应的Cramér-Rao界限。分析表明，多 Sector IS 自感知系统的优势来自两个方面：增强对目标的探测功率（从而提高功率效率）以及提高目标方位角的检测速率（从而增强接收机对目标方位角的灵敏度）。最终，我们的分析和仿真结果表明，多 Sector IS 自感知系统（特别是4 Sector 架构）能够实现超越单 Sector IS 配置的全空间感知能力。并且，与通信类似，在每个 Sector 的 IS 元素和传感器上采用定向天线阵列显著提升了感知性能，这种提升源于功率效率和目标方位角灵敏度两个方面的改进，其中前者在通信中也有观察到，而后者则是感知独有的。
引用
@article{arxiv.2406.15945,
title = {Full-Space Wireless Sensing Enabled by Multi-Sector Intelligent Surfaces},
author = {Yumeng Zhang and Xiaodan Shao and Hongyu Li and Bruno Clerckx and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.15945},
year = {2024}
}
备注
13 pages, 9 figures