无小区 MIMO-ISAC 的联合位置与速度估计及基本 CRLB 分析
信号处理
2025-06-02 v2
摘要
本文对无小区（CF）MIMO 通感一体化（ISAC）系统中的联合位置与速度估计进行了基本的性能分析。与以往主要依赖连续时间信号模型的研究不同，我们考虑了离散时间数字域中更具实际挑战性的场景。具体而言，我们首先针对单目标和多目标感知分别构建了对数似然函数（LLF）及相应的最大似然估计（MLE）。在所提出的 LLF 框架基础上，推导了在确定性、未知和空间变化的雷达截面积（RCS）模型下联合位置与速度估计的闭式 Cramer-Rao 下界（CRLB）。这些 CRLB 可作为指导 CF MIMO-ISAC 系统设计的基本性能指标。为了增强可处理性，我们还开发了一类简化的闭式 CRLB，称为近似 CRLB，并对其保持准确性的条件进行了严格分析。此外，我们研究了采样率、平方有效带宽和时间宽度对 CRLB 性能的影响。对于多目标场景，引入了安全距离和安全速度的概念，以表征 CRLB 收敛至其单目标对应值的条件。使用正交频分复用（OFDM）和正交啁啾分复用（OCDM）的大量仿真验证了理论发现，并为 CF MIMO-ISAC 系统设计提供了实际见解。
引用
@article{arxiv.2503.06766,
title = {Joint Location and Velocity Estimation and Fundamental CRLB Analysis for Cell-Free MIMO-ISAC},
author = {Guoqing Xia and Pei Xiao and Qu Luo and Bing Ji and Yue Zhang and Huiyu Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.06766},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 13 figures