面向通感一体化的三维矩阵束联合参数估计算法

来源：电子与信息学报杂志2025年第1期北京时间：

作者：杨小龙, 张冰睿, 周牧, 张文

单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院 重庆 400065

摘要：作为一种基于软硬件资源共享和信息共享的新型信息通信技术，通感一体化(ISAC)可将无线感知集成到Wi-Fi平台，为低成本的室内定位提供一种高效的方法。针对室内定位参数估计实时性与准确性问题，该文提出一种基于3维矩阵束(MP)联合参数估计算法。首先，对信道状态信息(CSI)数据进行分析，构建包含到达角(AoA)、飞行时间(ToF)和多普勒频移(DFS)的3维矩阵。其次，对3维矩阵进行平滑处理并利用3维MP算法进行参数估计，通过聚类找到直达径。最后，利用双角定位法进行定位，验证该文所提算法的有效性。实验结果表明，与多重信号分类(MUSIC)参数估计算法相比，无需复杂的峰值搜索步骤，降低了90%计算复杂度。与2维MP算法相比，加入多普勒参数，使AoA估计误差均值在会议室和教室两种场景下分别降低了1.45°和2°。该文通过实际测试验证了所提算法在室内可以达到在置信度67%处平均0.56 m的定位精度。因此，该文所提算法有效地改善了现有室内定位参数估计的实时性和准确性。

关键词：通感一体化, 3维矩阵束, 到达角, 飞行时间, 多普勒频移

基金资助：国家自然科学基金(62101085)，重庆市九龙坡区科技计划项目(2022-02-005-Z)，重庆市研究生科研创新项目(CYS23457)