扩展目标下的 MIMO 集成感知与通信：CRB-速率权衡
信息论
2022-08-19 v2 math.IT
摘要
本文研究多输入多输出（MIMO）集成感知与通信（ISAC）系统，其中多天线基站（BS）发送统一无线信号，以同时估计扩展目标并与多天线通信用户（CU）通信。我们通过刻画可达 CRB-速率（C-R）区域的帕累托边界，研究感知的估计 Cramér-Rao 界（CRB）与通信的数据速率之间的基本权衡。为此，我们通过优化 BS 处的发射协方差矩阵，在新型最大 CRB 约束与最大发射功率约束下，提出一个新的 MIMO 速率最大化问题。我们通过先实施奇异值分解（SVD）对角化通信信道，然后在这些子信道上适当分配发射功率用于通信、在其他正交子信道（若有）上用于专用感知，以半闭合形式导出最优发射协方差解。结果表明，最优发射协方差为满秩，其统一了传统带注水功率分配的速率最大化设计与各向同性传输的 CRB 最小化设计。数值结果验证了我们所提最优设计相较其他基准方案所取得的性能。
引用
@article{arxiv.2205.14050,
title = {MIMO Integrated Sensing and Communication with Extended Target: CRB-Rate Tradeoff},
author = {Haocheng Hua and Xianxin Song and Yuan Fang and Tony Xiao Han and Jie Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.14050},
year = {2022}
}