捏制天线使能的 ISAC 系统：利用 RCS 的视角依赖性实现目标分集
信号处理
2025-05-06 v1 最优化与控制
摘要
我们研究了一种由捏制天线 (PA) 支持的新型集成感知与通信 (ISAC) 系统，该天线可沿介质波导动态激活，以收集空间分集的观测数据。这种能力允许不同的 PA 在不同时间从不同角度观察同一目标，从而引入目标分集，这是相对于传统固定天线阵列的一个关键优势。为了量化感知可靠性，我们采用中断概率作为性能指标，捕捉累积雷达回波信号功率低于检测阈值的可能性。与假设确定性感知信道的传统 ISAC 模型不同，我们通过将雷达散射截面 (RCS) 建模为随机变量，明确考虑了其视角依赖性。我们通过强制执行随时间累积的数据速率约束，来确保通信用户的长期服务质量 (QoS)。基于指数分布随机变量加权和的分布，我们推导出了感知中断概率的精确闭式表达式。由于所得表达式高度非凸且难以优化，我们使用基于切尔诺夫不等式的易处理上界，并构建了一个 PA 激活优化问题。提出了一种逐次凸近似 (SCA) 框架来高效求解该问题。数值结果表明，与在固定位置重复激活同一 PA 以及传统的天线选择方案相比，在不同时隙动态激活不同的 PA 显著增强了感知可靠性。这些发现凸显了将基于中断的可靠性度量和目标分集集成到使用 PA 的 ISAC 系统中的优势。
引用
@article{arxiv.2505.01777,
title = {Pinching Antenna-enabled ISAC Systems: Exploiting Look-Angle Dependence of RCS for Target Diversity},
author = {Ata Khalili and Brikena Kaziu and Vasilis K. Papanikolaou and Robert Schober},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01777},
year = {2025}
}