多天线 OFDM 系统中集成感知、通信与供电技术
信号处理
2024-08-27 v1
摘要
本文考虑的是一种多功能正交频分复用（OFDM）系统，集成了感知、通信与供电（ISCAP），其中多天线基站（BS）向多个信息接收器（IR）传输 OFDM 信号以同时提供信息、向多个能源接收器（ER）提供能源，并基于回波信号进行潜在目标的探测。为实现 ISCAP，基站采用联合发射波束设计，将专用的感知/能源波束与信息波束共同发送。此外，考虑波束扫描进行感知，其中联合波束随时间在不同方向扫描以探测潜在目标。为确保感知波束扫描性能并满足通信与供电要求，必要的是正确调度 IR 和 ER，并设计在时间、频率和空间上的资源分配。更具体地，我们在多个 OFDM 符号和子载波上优化联合发射波束，目标是最小化波束扫描感知的平均波束图匹配误差，受制于 IR 上的平均通信速率和 ER 上的平均收获功率的约束。我们通过提出基于高级优化技术的高效迭代算法，找到了该问题的收敛高质量解。我们还开发了基于零强化（ZF）波束赋形、轮询用户调度和时间切换等原则的各种启发式设计。数值结果表明，我们提出的算法在每个时间-频率槽位上主动生成信息波束和感知/能源波束，以匹配已调度的 IR/ER 和所需扫描波束，显著优于启发式设计。
引用
@article{arxiv.2408.14156,
title = {Integrated Sensing, Communication, and Powering over Multi-antenna OFDM Systems},
author = {Yilong Chen and Chao Hu and Zixiang Ren and Han Hu and Jie Xu and Lexi Xu and Lei Liu and Shuguang Cui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.14156},
year = {2024}
}
备注
13 pages, 12 figures