基于稀疏 MIMO 的集成定位与通信：虚拟阵列技术是否也将惠及无线通信？
信号处理
2025-02-26 v1
摘要
对于 6G 无线网络，实现高性能的集成定位与通信（ILAC）对于释放无线网络的全部潜力至关重要。为同时以成本效益方式增强定位和通信性能，本文提出了基于稀疏多输入多输出（MIMO）的 ILAC，在基站部署嵌套和互质稀疏阵列。稀疏 MIMO 放松了传统的半波长天线间距约束以扩大天线孔径，从而增强定位自由度并提供更精细的空间分辨率。然而，它也会导致不受欢迎的栅瓣，可能对通信造成严重的用户间干扰并对定位造成角度模糊。虽然后者可以通过虚拟阵列技术有效解决，即通过阵列元素间的信号（共轭）相关性形成和或差共阵列，但尚不清楚类似的虚拟阵列技术是否也惠及 ILAC 系统的无线通信。在本文中，我们首先通过表明为无线通信形成虚拟阵列会导致相位信息破坏、信噪比退化和多用户干扰加剧来回答上述问题的否定答案。因此，我们提出了稀疏 MIMO 基于 ILAC 的混合处理方案，即基于物理阵列的通信而基于虚拟阵列的定位。为此，我们通过三个指标表征稀疏阵列的波束图，证明尽管引入了栅瓣，稀疏阵列由于其比传统紧凑阵列更窄的主瓣波束宽度，也可以为通信带来益处。广泛的仿真结果展示了基于稀疏 MIMO 的 ILAC 相对于基于传统紧凑 MIMO 的性能提升。
引用
@article{arxiv.2502.18241,
title = {Integrated Localization and Communication with Sparse MIMO: Will Virtual Array Technology also Benefit Wireless Communication?},
author = {Hongqi Min and Xinrui Li and Ruoguang Li and Yong Zeng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.18241},
year = {2025}
}