大型天线阵列的近场跟踪：基本极限与实用算法
信息论
2021-11-10 v1 系统与控制
系统与控制
math.IT
摘要
面向 6G 的应用已引发对具有高天线数、并在毫米与亚太赫兹带宽下工作以进行联合通信与定位的阵列的巨大兴趣。对于此类大型阵列，平面波近似通常不准确，因为系统可能在近场传播区域（菲涅尔区）工作，其中电磁场波前为球面。在此情况下，到达曲率（CoA）是球面波前的一种度量，可仅用单个大型阵列来推断源位置。本文中，我们研究一种近场跟踪问题，利用考虑大型接收阵列相位分布的特定观测模型来推断运动源的状态（即位置与速度）。针对该跟踪问题，我们推导了后验 Cramér-Rao 下界（P-CRLB）并展示了当源在菲涅尔区内与外移动时的效应。我们提供了关于菲涅尔区外定位信息损失如何来自测距误差增大而非角度估计不准确的见解。然后，我们研究了不同贝叶斯跟踪算法在存在模型失配与突变轨迹情况下的性能。我们的结果表明，大多数跟踪方法无需宽带信号与任何同步方案即可实现可行性与高精度。
引用
@article{arxiv.2102.05890,
title = {Near-field Tracking with Large Antenna Arrays: Fundamental Limits and Practical Algorithms},
author = {Anna Guerra and Francesco Guidi and Davide Dardari and Petar M. Djuric},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.05890},
year = {2021}
}