Integrated sensing and communication (ISAC) networks are investigated with the objective of effectively balancing the sensing and communication (S&C) performance at the network level. Through the simultaneous utilization of multi-point (CoMP) coordinated joint transmission and distributed multiple-input multiple-output (MIMO) radar techniques, we propose an innovative networked ISAC scheme, where multiple transceivers are employed for collaboratively enhancing the S&C services. Then, the potent tool of stochastic geometry is exploited for characterizing the S&C performance, which allows us to illuminate the key cooperative dependencies in the ISAC network and optimize salient network-level parameters. Remarkably, the Cramer-Rao lower bound (CRLB) expression of the localization accuracy derived unveils a significant finding: Deploying N ISAC transceivers yields an enhanced average cooperative sensing performance across the entire network, in accordance with the ln^2N scaling law. Crucially, this scaling law is less pronounced in comparison to the performance enhancement of N^2 achieved when the transceivers are equidistant from the target, which is primarily due to the substantial path loss from the distant base stations (BSs) and leads to reduced contributions to sensing performance gain. Moreover, we derive a tight expression of the communication rate, and present a low-complexity algorithm to determine the optimal cooperative cluster size. Based on our expression derived for the S&C performance, we formulate the optimization problem of maximizing the network performance in terms of two joint S&C metrics. To this end, we jointly optimize the cooperative BS cluster sizes and the transmit power to strike a flexible tradeoff between the S&C performance.


翻译:集成感知与通信(ISAC)网络旨在有效平衡网络层面的感知与通信(S&C)性能。通过同时利用多点协作(CoMP)联合传输与分布式多输入多输出(MIMO)雷达技术,我们提出一种创新的网络化ISAC方案,其中多个收发器协同增强S&C服务。随后,利用随机几何这一强大工具表征S&C性能,揭示了ISAC网络中的关键协作依赖关系并优化了关键网络级参数。值得注意的是,所推导的定位精度克拉美-罗下界(CRLB)表达式揭示了一项重要发现:部署N个ISAC收发器可使全网络的平均协作感知性能按ln²N缩放律提升。关键的是,该缩放律弱于收发器与目标等距时N²的性能提升,这主要源于远端基站(BS)的显著路径损耗导致其对感知性能增益贡献减弱。此外,我们推导了通信速率的紧致表达式,并提出一种低复杂度算法以确定最优协作簇规模。基于所导出的S&C性能表达式,我们构建了以两种联合S&C指标最大化网络性能的优化问题。为此,我们联合优化协作BS簇规模与发射功率,以实现S&C性能的灵活折衷。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
Arxiv
16+阅读 · 2022年11月1日
Arxiv
10+阅读 · 2022年3月30日
Arxiv
16+阅读 · 2019年4月4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
9+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
14+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
相关VIP内容
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
相关资讯
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
2+阅读 · 2017年12月31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
0+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员