高斯信道中随机信号的感知互信息
信息论
2023-11-14 v1 信号处理
math.IT
摘要
感知性能通常借助克拉美-罗界(Cramer-Rao bound)和信号杂噪比(signal-to-clutter-plus-noise ratio)等经典度量来评估。通感一体化(integrated sensing and communication, ISAC)框架的最新发展推动了统一感知与通信度量的研究，其中已有学者提出利用互信息(mutual information, MI)来度量确定性信号的感知性能。然而，ISAC系统中的通信需求使得感知应用必须使用随机信号，而文献中尚缺乏随机信号感知互信息(sensing mutual information, SMI)的闭式评估方法。本文研究随机信号感知应用的可达性能与预编码器设计。为此，我们首先利用随机矩阵理论推导了随机信号SMI的闭式表达式。结果揭示了关于确定性信号与随机信号SMI之间关系的一些有趣物理洞察。随后利用所推导的SMI，通过基于流形的优化方法优化预编码器。仿真结果验证了所提方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2311.07081,
title = {Sensing Mutual Information with Random Signals in Gaussian Channels},
author = {Lei Xie and Fan Liu and Zhanyuan Xie and Zheng Jiang and Shenghui Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.07081},
year = {2023}
}