全被动与半被动 IRS 赋能感知：信噪比分析

本文比较了全被动智能反射面（IRS）赋能的非视距（NLoS）感知与其半被动对应系统在信噪比（SNR）性能上的差异。具体地，我们考虑一个基本设置：一个基站（BS）、一个均匀线性阵列（ULA）IRS，以及一个位于 BS NLoS 区域的点目标，其中 BS 与 IRS 联合设计发射与反射波束赋形以优化性能。通过考虑 BS-IRS 信道分别为视距（LoS）与 Rayleigh 衰落两种特例，我们推导了当 IRS 反射单元数 $N$ 足够大时相应的渐近感知 SNR。研究表明，在这两种特例中，半被动 IRS 感知系统的感知 SNR 随 $N^2$ 增长，而全被动 IRS 感知系统则随 $N^4$ 增长。因此，当 $N$ 较大时，全被动 IRS 感知系统优于其半被动对应系统，这是因为全被动 IRS 感知享有从 IRS 到 BS 的额外反射波束赋形增益，在此情形下超过了由此产生的路径损耗。最后，给出了数值结果以在不同发射与反射波束赋形设计方案下验证我们的分析。