Sensing capabilities as an integral part of the network have been identified as a novel feature of sixth-generation (6G) wireless networks. As a key driver, millimeterwave (mmWave) communication largely boosts speed, capacities, and connectivity. In order to maximize the potential of mmWave communication, precise and fast beam acquisition (BA) is crucial, since it compensates for a high pathloss and provides a large beamforming gain. Practically, the angle-of-departure (AoD) remains almost constant over numerous consecutive time slots, the backscatter signal experiences some delay, and the hardware is restricted under the peak power constraint. This work captures these main features by a simple binary beam-pointing (BBP) channel model with in-block memory (iBM) [1], peak cost constraint, and one unit-delayed feedback. In particular, we focus on the sensing capabilities of such a model and characterize the performance of the BA process in terms of the Hamming distortion of the estimated channel state. We encode the position of the AoD and derive the minimum distortion of the BBP channel under the peak cost constraint with no communication constraint. Our previous work [2] proposed a joint communication and sensing (JCAS) algorithm, which achieves the capacity of the same channel model. Herein, we show that by employing this JCAS transmission strategy, optimal data communication and channel estimation can be accomplished simultaneously. This yields the complete characterization of the capacity-distortion tradeoff for this model.


翻译:关于“波束指向”信道状态估计误差的研究:二进制情况 翻译摘要: 将传感能力作为网络的一个不可分割的部分,被确定为第六代(6G)无线网络的一项新特性。作为一个关键驱动力,毫米波(mmWave)通信大大提高了速度、容量和连接性。为了最大限度地发挥mmWave通信的潜力,精确快速的波束获取(BA)至关重要,因为它补偿了高路径损耗并提供了大的波束成形增益。实际上,离开角度(AoD)在众多连续时间槽中保持几乎恒定,反射信号经历一些延迟,并且硬件受到峰值功率约束的限制。本文通过简单的二进制波束指向(BBP)信道模型捕捉这些主要特征,该模型具有模块内存(iBM)[1],峰值成本限制和一次单位延迟反馈。特别地,我们关注该模型的感应能力,并在评估的信道状态的Hamming失真方面表征BA过程的性能。我们对AoD的位置进行编码,并推导了在没有通信限制的情况下,BBP信道的最小失真。我们的先前工作[2]提出了一种联合通信和感测(JCAS)算法,可以实现相同信道模型的容量。在此,我们表明通过采用该JCAS传输策略,可以同时完成最佳数据通信和信道估计。这产生了该模型的容量失真权衡的完全特征化。

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