STAR-RIS赋能的室内外同时三维定位：理论分析与算法设计

近期的研究和开发兴趣不仅将超表面视为智能可调反射器，还关注其在无线系统中的更广泛应用。最新提案之一是同时透射（又称折射）和反射可重构智能表面（STAR-RIS），由于其额外的折射能力，旨在实现室内到室外以及室外到室内的双向通信。这种双重功能提供了更高的灵活性，能够同时满足位于超表面两侧用户的服务质量要求，例如可达数据速率和定位精度。在本文中，我们重点关注STAR-RIS赋能的室内外同时三维（3D）定位，并通过Fisher信息分析和Cramér-Rao下界（CRLB）研究其基本性能极限。我们还设计了一种基于离网压缩感知（CS）技术的高效定位算法，该算法依赖于原子范数最小化（ANM）。通过广泛的计算机仿真，评估了训练开销、STAR-RIS的功率分配、用户间的功率分配、STAR-RIS尺寸、STAR-RIS到基站（BS）信道的不完善性以及多径分量对定位性能的影响。理论上展示了室内外用户可以同时实现高达厘米级的高精度3D定位，这一目标也可通过所提出的基于ANM的估计算法来实现。