基于混合 ELAA 架构的近场位置与姿态跟踪
信号处理
2025-12-22 v1
摘要
本文研究了使用配备有限数量射频 (RF) 链的极大天线阵列 (ELAA) 具备的基站进行多天线移动站 (MS) 的近场 (NF) 位置和姿态跟踪。在这种混合阵列架构下，接收的上行导频信号首先由模拟相位移位器组合，产生低维观测，然后进行数字处理。这种模拟压缩仅对 ELAA 测量提供部分访问，使得设计能够在信道不确定性和单位模硬件约束下保留姿态相关信号分量的模拟组合器至关重要。为此，我们提出了预测式模拟组合式扩展卡尔曼滤波 (PAC-EKF) 框架，其中模拟组合器可利用 MS 姿态变化的时间相关性，预测性地捕获最具信息量的信号分量。我们 then 分析通过贝叶斯克拉默尔-罗伯逊下界和费尔森信息矩阵量化的基本性能限制，明确量化了模拟组合器、阵列规模、信噪比以及 MS 姿态对上行观测中所包含姿态信息的影响。基于这些见解，我们开发了两种用于设计低复杂度模拟组合器的方法。数值结果表明，所提出的预测式模拟组合方法即使在较少的 RF 链和较低的发射功率下，也显著提高了跟踪精度。
引用
@article{arxiv.2512.17274,
title = {Near-Field Position and Orientation Tracking With Hybrid ELAA Architecture},
author = {Lin Chen and Xiaojun Yuan and Ying-Jun Angela Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.17274},
year = {2025}
}