The recent development of integrated sensing and communications (ISAC) technology offers new opportunities to meet high-throughput and low-latency communication as well as high-resolution localization requirements in vehicular networks. However, considering the limited transmit power of the road site units (RSUs) and the relatively small radar cross section (RCS) of vehicles with random reflection coefficients, the power of echo signals may be too weak to be utilized for effective target detection and tracking. Moreover, high-frequency signals usually suffer from large fading loss when penetrating vehicles, which seriously degrades the quality of communication services inside the vehicles. To handle this issue, we propose a novel sensing-assisted communication mechanism by employing an intelligent omni-surface (IOS) on the surface of vehicles to enhance both sensing and communication (S&C) performance. To this end, we first propose a two-stage ISAC protocol, including the joint S&C stage and the communication-only stage, to fulfill more efficient communication performance improvements benefited from sensing. The achievable communication rate maximization problem is formulated by jointly optimizing the transmit beamforming, the IOS phase shifts, and the duration of the joint S&C stage. However, solving this ISAC optimization problem is highly non-trivial since inaccurate estimation and measurement information renders the achievable rate lack of closed-form expression. To handle this issue, we first derive a closed-form expression of the achievable rate under uncertain location information, and then unveil a sufficient and necessary condition for the existence of the joint S&C stage to offer useful insights for practical system design. Moreover, two typical scenarios including interference-limited and noise-limited cases are analyzed.


翻译:近年来的集成感知与通信(ISAC)技术发展为满足车联网中高吞吐量、低延迟通信及高分辨率定位需求提供了新机遇。然而,考虑到路侧单元(RSU)有限的发射功率和具有随机反射系数的车辆相对较小的雷达散射截面(RCS),回波信号功率可能过弱而无法有效用于目标检测与跟踪。同时,高频信号穿透车辆时通常面临严重衰落损耗,这将显著降低车内通信服务质量。针对这一问题,我们在车辆表面部署智能全向表面(IOS),提出了一种新型感知辅助通信机制,以同时增强感知与通信(S&C)性能。为此,我们首先设计了一种两阶段ISAC协议,包含联合S&C阶段和纯通信阶段,通过感知能力实现更高效的通信性能提升。通过联合优化发射波束成形、IOS相位偏移和联合S&C阶段持续时间,建立了可达通信速率最大化问题。然而,由于不精确的估计与测量信息导致可达速率缺乏闭式表达式,该ISAC优化问题的求解极具挑战性。针对该问题,我们首先推导了位置信息不确定条件下可达速率的闭式表达式,继而揭示了联合S&C阶段存在的充要条件,为实际系统设计提供重要指导。同时,分别对干扰受限和噪声受限两种典型场景进行了分析。

0
下载
关闭预览

相关内容

Surface 是微软公司( Microsoft)旗下一系列使用 Windows 10(早期为 Windows 8.X)操作系统的电脑产品,目前有 Surface、Surface Pro 和 Surface Book 三个系列。 2012 年 6 月 18 日,初代 Surface Pro/RT 由时任微软 CEO 史蒂夫·鲍尔默发布于在洛杉矶举行的记者会,2012 年 10 月 26 日上市销售。
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
驱动军事决策变革的顶尖人工智能指挥系统
专知会员服务
6+阅读 · 8月11日
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
10+阅读 · 8月10日
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
12+阅读 · 8月10日
《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
边缘计算的军事应用
专知会员服务
12+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
13+阅读 · 8月8日
相关VIP内容
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员