中文标题：面向宽带-近场通感一体化的部分连接混合预编码设计

英文标题：Partially Connected Hybrid Precoder Design for Wideband Near-Field Integrated Sensing and Communications

来源期刊：雷达学报

基金项目：国家自然科学基金(U2333212, 61827901)，北京市科技新星(2022484107, 20240484539)，北京市自然科学基金(L244045)

作  者：王向荣¹, 于硕同¹, 翟唯童¹, 徐晋², 丁文锐³

作者单位：1. 北京航空航天大学电子信息工程学院 北京 100191
2. 中国电子科技集团第三十八研究所 合肥 230088
3. 北京航空航天大学无人系统研究院 北京 100191

摘  要：大规模阵列与高频宽带信号支持的通感一体化(ISAC)技术在提升频谱效率的同时增强环境感知能力。在此背景下，窄带-远场的ISAC模型将出现不可避免的系统偏差，ISAC建模需要同时考虑宽带和近场效应。该文针对宽带-近场条件下基于部分连接混合预编码的ISAC系统进行优化设计和性能评估，考虑集中式多输入多输出(MIMO)的单基地模式和双基地模式两种感知情形。对于单基地模式，重新推导波达方向(DOA)和距离联合估计的克拉美罗下界(CRLB)，并以此为感知性能优化标准；对于双基地模式，在保证每一个用户通信质量(QoS)的前提下，最大化聚焦在感知目标上的发射功率。为了解决上述高维度非凸优化问题，本文提出直接交替最小化(AM)和间接全数字逼近两种算法，将该问题分解为若干独立的子问题，每个子问题可被凸松弛和有效解决。数值仿真实验结果表明，经过合理设置预设通信信噪比(SNR)阈值和发射天线分组，所设计的宽带-近场ISAC系统可以同时取得与基于全数字预编码的ISAC系统接近的感知性能和通信性能。

全文链接： https://radars.ac.cn/cn/article/doi/10.12000/JR25023