This paper studies the multi-intelligent reflecting surface (IRS)-assisted cooperative sensing, in which multiple active IRSs are deployed in a distributed manner to facilitate multi-view target sensing at the non-line-of-sight (NLoS) area of the base station (BS). Different from prior works employing passive IRSs, we leverage active IRSs with the capability of amplifying the reflected signals to overcome the severe multi-hop-reflection path loss in NLoS sensing. In particular, we consider two sensing setups without and with dedicated sensors equipped at active IRSs. In the first case without dedicated sensors at IRSs, we investigate the cooperative sensing at the BS, where the target's direction-of-arrival (DoA) with respect to each IRS is estimated based on the echo signals received at the BS. In the other case with dedicated sensors at IRSs, we consider that each IRS is able to receive echo signals and estimate the target's DoA with respect to itself. For both sensing setups, we first derive the closed-form Cram\'{e}r-Rao bound (CRB) for estimating target DoA. Then, the (maximum) CRB is minimized by jointly optimizing the transmit beamforming at the BS and the reflective beamforming at the multiple IRSs, subject to the constraints on the maximum transmit power at the BS, as well as the maximum amplification power and the maximum power amplification gain constraints at individual active IRSs. To tackle the resulting highly non-convex (max-)CRB minimization problems, we propose two efficient algorithms to obtain high-quality solutions for the two cases with sensing at the BS and at the IRSs, respectively, based on alternating optimization, successive convex approximation, and semi-definite relaxation.


翻译:本文研究多智能反射面辅助的协同感知系统,其中多个主动式智能反射面以分布式部署方式,协助基站在其非视距区域实现多视角目标感知。与以往采用无源智能反射面的研究不同,本文利用具备信号放大能力的主动式智能反射面来克服非视距感知中严重的多跳反射路径损耗。具体而言,我们考虑两种感知配置:主动式智能反射面未配备专用传感器的情况,以及配备专用传感器的情况。在第一种无专用传感器的配置中,我们研究基站的协同感知机制,即基于基站接收的回波信号估计目标相对于每个智能反射面的到达方向。在第二种配备专用传感器的配置中,每个智能反射面能够独立接收回波信号并估计目标相对于自身的到达方向。针对两种感知配置,我们首先推导了目标到达方向估计的闭式克拉美-罗界。随后,在基站最大发射功率约束、各主动式智能反射面最大放大功率约束及最大功率放大增益约束条件下,通过联合优化基站的发射波束成形与多个智能反射面的反射波束成形,最小化(最大)克拉美-罗界。为求解由此产生的高度非凸的(最大)CRB最小化问题,我们针对基站端感知与智能反射面端感知两种场景,分别提出了基于交替优化、逐次凸逼近和半定松弛的高效算法来获得高质量解。

0
下载
关闭预览

相关内容

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
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+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
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
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
0+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
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Instruction Tuning for Large Language Models: A Survey
Arxiv
15+阅读 · 2023年8月21日
VIP会员
最新内容
电子战革命:塑造战场的十年突破(2015–2025)
专知会员服务
2+阅读 · 今天9:19
人工智能即服务与未来战争(印度视角)
专知会员服务
0+阅读 · 今天7:57
《美国战争部2027财年军事人员预算》
专知会员服务
0+阅读 · 今天7:44
伊朗战争中的电子战
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:04
大语言模型平台在国防情报应用中的对比
专知会员服务
6+阅读 · 今天3:12
美海军“超配项目”
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:13
《美陆军条例:陆军指挥政策(2026版)》
专知会员服务
11+阅读 · 4月21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
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
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
0+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
1+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员