基于平均场博弈的移动群智集成感知、通信与计算系统波形预编码设计
信号处理
2024-02-28 v2
摘要
及时的数据采集与处理对于具有智能家居和联网汽车等多种应用的移动群智集成感知、通信与计算（ISCC）系统至关重要，这需要大量集成感知与通信（ISAC）设备感知目标并将数据卸载至基站（BS）以进行进一步处理。然而，随着 ISAC 设备数量增长，由于共享公共网络资源，它们在数据采集与处理过程中存在密集交互。本文考虑大规模移动群智 ISCC 系统中的环境感知问题，并提出一种基于平均场博弈（MFG）的高效波形预编码设计算法。具体而言，为处理大规模 ISAC 设备间的复杂交互，我们首先利用 MFG 方法将其他 ISAC 设备的影响转化为平均场项，并推导刻画系统状态演化的 Fokker-Planck-Kolmogorov 方程。然后，我们基于平均场项推导代价函数并重构波形预编码设计问题。接着，我们利用 G-prox 原始对偶混合梯度算法求解重构后的问题，并分析所提算法的计算复杂度。最后，仿真结果表明所提算法能有效解决 ISCC 过程中大规模 ISAC 设备间的交互。此外，与其他基线相比，所提波形预编码设计算法在提升通信性能与降低代价函数方面具有优势。
引用
@article{arxiv.2309.02645,
title = {Mean Field Game-based Waveform Precoding Design for Mobile Crowd Integrated Sensing, Communication, and Computation Systems},
author = {Dezhi Wang and Chongwen Huang and Jiguang He and Xiaoming Chen and Wei Wang and Zhaoyang Zhang and Zhu Han and Mérouane Debbah},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.02645},
year = {2024}
}
备注
14 pages,10 figures