STAR-RIS辅助通信感知一体化系统联合波束成形设计

提出同时将透射和反射可重构智能表面（Simultaneously transmitting and reflecting reconfigurable intelligent surfaces， STAR-RIS）与通信感知一体化（Integrated sensing and communication， ISAC）系统结合，以实现全空间的通信与感知。同时在STAR-RIS上应用一种低成本的传感器实现了在STAR-RIS上进行目标感知，解决了雷达感知的严重路径损耗问题。基于此，本文研究了STAR-RIS辅助位于STAR-RIS两侧的多用户多输入单输出（Multi-user multi-input single-output， MU-MISO） 以及一个位于STAR-RIS透射侧的目标的ISAC系统，旨在联合优化STAR-RIS的被动波束成形矩阵和ISAC基站处的主动波束成形矩阵，以最大化用户的通信和速率，同时满足目标感知的最低信噪比要求。为了解决优化过程中的非凸问题，提出了一种基于分式规划的块坐标上升算法，将优化变量分为几个块变量交替优化。在迭代优化后续波束成形问题上，应用了连续凸逼近和半正定松弛算法。与传统的可重构智能表面相比，仿真结果验证了在ISAC系统中部署STAR-RIS的优点。同时将所提的基于分式规划的算法与基于加权最小均方误差的算法进行了对比并验证了所提算法在提高通信和速率上的优势和有效性。