无 Cell-Free 网络中通过感知管理的免导频预测多用户波束成形
信号处理
2026-04-22 v1
摘要
本文提出了一种用于无 Cell-Free 大规模多输入多输出 (MIMO) 系统中通信感知一体化 (ISAC) 的感知管理框架，以减少基于导频的信道状态信息 (CSI) 获取开销。传统通信系统依赖频繁的信道估计过程，这会带来巨大的信令开销，消耗宝贵的时频资源。为解决这一低效问题，我们提出了一种基于状态的架构，根据服务需求将用户划分为通信组和感知组。当用户未请求数据时，系统利用感知能力跟踪其位置。在接收到通信请求时，系统切换至通信模式，利用跟踪到的状态进行预测性波束成形，从而消除对上行链路导频训练的需求。我们开发了一种基于扩展卡尔曼滤波 (EKF) 的跟踪算法，并结合自适应资源分配策略。此外，我们分析了目标间干扰的影响，并设计了一种感知管理协议，仅在必要时执行感知操作以维持用户位置估计的准确性。仿真结果表明，所提出的基于 EKF 的跟踪与感知管理能够支持预测性波束成形，其下行链路频谱效率接近完美 CSI 的情况，且仅在初始收敛期后偶尔需要感知。结果还表明，该性能在无 Cell-Free 大规模 MIMO 设置中具有鲁棒性，并可通过实际感知波形实现。
引用
@article{arxiv.2604.19660,
title = {Pilot-Free Predictive Multi-User Beamforming via Sensing Management in Cell-Free Networks},
author = {Eren Berk Kama and Murat Babek Salman and Isaac Skog and Emil Björnson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.19660},
year = {2026}
}
备注
13 Pages