この論文は、複数のドローンと基地局 (BS) からなるパイロット支援同時通信および追跡 (PASCAT) システムの提案と、そのパフォーマンス分析について述べています。
従来のISACシステムは、センシングに反射信号を用いるため、エネルギー効率の面で課題がありました。また、センシングと通信の機能間の潜在的な連携の可能性については、あまり注目されていませんでした。この論文では、ドローンがBSに信号を積極的に送信するPASCATシステムを提案し、エネルギー効率の向上と、センシング結果を活用した通信パフォーマンスの向上を目指しています。
PASCATシステムでは、複数の単一アンテナ搭載ドローンが、情報を送信するために遠方界に配置され、複数アンテナで構成されるBSに情報を送信します。BSは、パイロット信号を用いてドローンを追跡し、送信されたシンボルをデコードします。ドローンからの情報信号を受信すると、BSはシンボルをデコードし、到来方向 (DOA)、距離、ドップラー周波数などの位置情報を抽出します。
PASCATシステムは、ドローンの追跡と送信されたシンボルのデコードを行うために、フレーム構造を採用しています。各フレーム内のサブフレームでは、パイロット信号を使用して位置パラメータを推定し、そのサブフレーム内のシンボルのデコードに利用されます。
この論文では、増加するパイロット信号を使用して各フレーム内の位置パラメータを推定するために、最尤 (ML) ベースのアルゴリズムが提案されています。
通信段階では、推定された位置パラメータを使用してチャネル応答を推測し、それをMRCにフィードして受信信号を前処理し、信号品質を向上させます。
MPSKの平均SERを取得するために、まず、位置パラメータの推定誤差が与えられた条件付きSERを導出する必要があります。
セクションIV-Aで導出された条件付きSERに基づいて、MPSKの平均SERを計算できます。
シミュレーション結果は、パイロット数の増加がPASCATシステムの通信機能と追跡機能の両方に影響を与えることを示しています。さらに、推定された位置パラメータのRMSEとSERの間には協調関係があり、分析SERはRMSEの関数です。また、多数のパイロットが利用可能な場合、PASCATシステムのSERパフォーマンスは最尤検出 (MLD) のSERパフォーマンスに匹敵することもわかりました。
この論文では、ドローンがBSに信号を積極的に送信するPASCATシステムを提案しました。BSは、パイロット信号を使用してドローンを追跡し、ドローンから送信されたシンボルをデコードします。その結果、PASCATは、従来のISACシステムと比較してエネルギー効率に優れています。さらに、推定された位置情報はCSIの提供に利用され、受信信号の前処理に利用されて信号品質が向上します。その間、ローカリゼーションパフォーマンスを向上させるために、増加するパイロット信号を採用した結果、より正確なCSIと強化された通信パフォーマンスが得られました。
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by Shuaishuai H... lúc arxiv.org 10-10-2024
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