SISO 多径环境中 RIS 赋能的近场三维定位与同步联合实现

Han Yan; Hua Chen; Wei Liu; Songjie Yang; Gang Wang; Chau Yuen

SISO 多径环境中 RIS 赋能的近场三维定位与同步联合实现

信号处理 2024-03-12 v1

作者: Han Yan , Hua Chen , Wei Liu , Songjie Yang , Gang Wang , Chau Yuen

摘要

可重构智能表面 (RIS) 在第六代 (6G) 无线系统领域展现出巨大前景，特别是在定位和通信领域。其成本效益和能效使得大量被动反射元件的集成成为可能，从而实现近场传播。在本文中，我们解决了多径环境中 RIS 辅助的 3D 定位和同步挑战，重点关注毫米波系统的近场。具体而言，我们的方法涉及为信道参数构建最大似然 (ML) 估计问题。为启动该过程，我们利用典范平行分解 (CPD) 和正交匹配追踪 (OMP) 的组合，在远场近似下获取到达时间 (ToA) 和出发角 (AoD) 的粗略估计。随后，基于近场模型使用 $l_{1}$ 正则化估计距离。此外，我们引入了采用空间交替广义期望最大化 (SAGE) 算法的精细化阶段。最后，应用加权最小二乘法将信道参数转化为位置和时钟偏移估计。为了将估计算法扩展到超大型 (UL) RIS 辅助定位场景，通过缩小 RIS 孔径进一步增强了算法，以减少与远场近似相关的误差，特别是在存在显著近场效应的情况下。此外，推导了 Cram\'er-Rao 界 (CRB) 并优化了 RIS 相移以提高定位精度。数值结果证实了所提出估计算法的有效性。

关键词

RIS 三维定位同步多径环境近场最大似然估计

引用

@article{arxiv.2403.06460,
  title  = {RIS-Enabled Joint Near-Field 3D Localization and Synchronization in SISO Multipath Environments},
  author = {Han Yan and Hua Chen and Wei Liu and Songjie Yang and Gang Wang and Chau Yuen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.06460},
  year   = {2024}
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SISO 多径环境中 RIS 赋能的近场三维定位与同步联合实现

摘要

关键词

引用

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