宽带 MIMO 系统中近场感知的性能分析
信息论
2025-06-13 v3 信号处理
math.IT
摘要
分析了传统宽带多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）通信系统中近场感知（NISE）的性能。推导了目标相对于天线阵列的距离和角度的最大似然估计（MLE）。为了评估估计误差，针对均匀线阵（ULA）和均匀圆阵（UCA）推导了 Cramer-Rao 界（CRB）的闭式解析表达式。然后分析了渐近 CRB，以揭示 CRB 相对于关键系统参数（包括阵列尺寸、带宽和目标距离）的缩放规律。我们的结果表明：1）在高等噪比区间，MLE 达到的均方误差逼近 CRB；2）更大的阵列孔径不一定能改善 NISE 性能，尤其是在超宽带情况下；3）随着目标距离的增加，大带宽为 NISE 设定了估计误差上限；4）阵列孔径和带宽，而非天线和子载波的数量，是影响宽带 NISE 性能的关键因素；5）与具有相同孔径的 ULA 相比，UCA 提供了更优的、与角度无关的宽带 NISE 性能。
引用
@article{arxiv.2404.05076,
title = {Performance Analysis of Near-Field Sensing in Wideband MIMO Systems},
author = {Zhaolin Wang and Xidong Mu and Yuanwei Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.05076},
year = {2025}
}
备注
16 pages, 12 figures