RSMA 启用下的近场集成多目标感知与多用户通信的 CRB-速率权衡

极大规模天线阵列在集成感知通信（ISAC）网络中提升了谱灵敏度和空间分辨率，同时扩大了鲁利斯距离，引发从传统远场平面波向近场（NF）球面波的范式转变。然而，由于需要专用射频（RF）链，全数字波束赋形在实际中不可行。为此，本文针对鲁利斯距离下的 ISAC 场景，发展基于率分解多用户接入（RSMA）的近场 ISAC 方案，以实现高级干扰管理，考虑全连接和部分连接的混合模拟-数字（HAD）波beamforming 架构。具体而言，推导了用于联合距离和角度感知的克拉默-罗比下界（CRB），并定义了最大最小通信速率与多目标 CRB 之间的可实现性能区域。为充分刻画 CRB-速率区域的 Pareto 前沿，本文在通信速率约束下构建了感知导向的最小化问题，针对两种 HAD 波beamforming 架构提出了基于惩罚双分解（PDD）的双环算法用于优化全连接 HAD 波beamformers。为降低计算复杂度，还提出了用于全连接 HAD 波beamforming的两阶段设计方法。此外，将 PDD 双环算法扩展至部分连接 HAD 架构。仿真结果表明，所提出的方案和算法：1）在较少的 RF 链的情况下，达到接近全数字波beamformer的性能；2）优于基于空间划分的用户接入和远场 ISAC；3）实现更优的 CRB-速率权衡性能。