近场感知的基本极限——第二部分：宽带系统
信号处理
2026-01-01 v1
摘要
6G系统中使用极大规模天线阵列(ELAA)的近场感知预计将工作在宽带条件下，在此条件下，时延、多普勒和空间效应在频率上紧密耦合。本文及其伴随论文(第一部分)旨在构建涵盖从远场到近场、窄带到宽带的统一克拉默尔-罗比下界(CRB)。本文(第二部分)推导了使用在相干处理区间上进行正交频分复用(OFDM)信号的宽带近场感知系统的基本估计极限。我们建立了精确的近场宽带信号模型，捕捉频率相关的传播、球面波几何以及目标位置和运动参数在子载波和慢时之间的内在耦合。类似于第一部分使用Slepian-Bangs配方，我们推导了宽带Fisher信息矩阵和目标位置、速度和雷达横截面(RCS)联合估计的CRB，并展示了宽带信息如何在正交子载波上聚合。我们进一步发展了可处理的远场和近场近似，提供了关于带宽、相干积分长度和阵列孔径作用的设计层面见解，并阐明了何时才需要考虑宽带效应。仿真结果验证了推导得到的CRB及其近似，展示了在代表性范围、带宽和阵列配置下，与分析扩展规律之间具有密切的一致性。
引用
@article{arxiv.2512.24962,
title = {Fundamental Limits for Near-Field Sensing -- Part II: Wide-Band Systems},
author = {Tong Wei and Kumar Vijay Mishra and Bhavani Shankar M. R. and Björn Ottersten},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.24962},
year = {2026}
}