电气工程与系统科学 > 信号处理
[提交于 2025年1月21日
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标题: 太赫兹频段中采用机器学习增强半自感知混合RIS赋能的ISAC系统和速率
标题: Sum Rate Enhancement using Machine Learning for Semi-Self Sensing Hybrid RIS-Enabled ISAC in THz Bands
摘要: 本文提出了一种新颖的半自感应混合可重构智能表面(SS-HRIS)在太赫兹(THz)频段的应用方案,其中RIS配备了反射元件,这些元件被分为被动元件和主动元件,还包括感应元件。 SS-HRIS结合集成感应和通信(ISAC)能够帮助减轻在THz频段内常见的多路径衰减问题。 在我们提出的方案中,传感器配置在SS-HRIS上以接收来自目标的雷达回波信号。 提出了一个联合基站(BS)波束成形和HRIS预编码矩阵优化问题,旨在最大化通信用户的总速率,同时维持通过估计到达角(AoA)的回波信号和目标处热噪声的方向而得出的克拉默-拉奥界(CRB)所衡量的令人满意的感应性能。 首先推导了CRB表达式,并制定了总速率最大化问题,考虑到了通信和感应性能的约束条件。 为了解决复杂的非凸优化问题,提出了基于深度确定性策略梯度(DDPG)的深度强化学习(DRL)算法,其中奖励函数、动作空间和状态空间均被建模。 仿真结果显示,所提出的基于DDPG的DRL算法收敛良好,比几种基线方法表现更好,如软演员评论家(SAC)、近端策略优化(PPO)、贪婪算法以及随机BS波束成形和HRIS预编码矩阵方案。 此外,它还表明采用HRIS显著提升了可实现的总速率,与被动RIS和随机BS波束成形及HRIS预编码矩阵方案相比。
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