面向太赫兹网络的 ISAC 赋能波束对齐：方案设计与覆盖分析
信息论
2024-12-23 v3 math.IT
摘要
作为未来 6G 网络的关键支柱技术，太赫兹（THz）通信能够提供高容量传输，但受限于严重的传播损耗和视距（LoS）阻塞，从而限制了网络覆盖。需要窄波束来补偿损耗，但这反过来带来了波束失准挑战并降低了太赫兹网络覆盖。太赫兹信号的高感知分辨率使得集成感知与通信（ISAC）技术能够辅助解决视距阻塞和用户移动性引起的波束失准问题，从而增强太赫兹网络覆盖。基于 5G 波束管理，我们提出了一种联合同步信号块（SSB）与基于参考信号（RS）的感知（JSRS）方案来辅助波束对齐。JSRS 实现了一种预测与预防流程，为及时的波束切换提供早期干预。为使 JSRS 性能最大化，我们给出了最优的感知信号插入与时频分配方案，以提升联合距离与速度分辨率。我们推导了启用 JSRS 的网络覆盖概率，以评估其在降低波束失准和增强覆盖方面的能力。该表达式还可指导网络密度部署与波束宽度选择。数值结果表明，JSRS 方案有效且与 5G 空口高度兼容。在测试的城市用例中平均而言，与具备 5G 要求定位能力的网络相比，JSRS 实现了接近理想性能，减少约 80% 的波束失准，并将覆盖概率提升约 75%。
引用
@article{arxiv.2212.01728,
title = {ISAC-Enabled Beam Alignment for Terahertz Networks: Scheme Design and Coverage Analysis},
author = {Wenrong Chen and Lingxiang Li and Zhi Chen and Yuanwei Liu and Boyu Ning and Tony Quek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.01728},
year = {2024}
}