基于信道知识图的环境感知智能反射面部署：通信感知一体化覆盖优化

本文研究了智能反射面（IRS）使能的通信感知一体化（ISAC）系统中的 IRS 部署优化问题，其中多个 IRS 战略性地部署在候选位置，以辅助基站（BS）增强感知与通信两者的覆盖。我们通过利用信道知识图（CKM）提出了一种环境感知的 IRS 部署设计，CKM 提供了每个候选 IRS 位置与 BS 或目标感知/通信点之间的信道状态信息（CSI）。基于从 CKM 获取的 CSI，我们优化了 IRS 的部署，并在运行期间联合优化了 BS 的发射波束成形和 IRS 的反射波束成形，目标是在保证感知区域的最小照射功率要求和通信区域的最小信噪比（SNR）要求的同时，最小化系统成本。特别地，我们考虑了两种情况：IRS 的反射波束成形优化分别在实时动态实现和整个运行周期内准静态实现。对于这两种情况，联合 IRS 部署与发射/反射波束成形设计被表述为混合整数非凸优化问题，并通过基于逐次凸逼近（SCA）的松弛定界方法求解。具体而言，我们首先将二进制 IRS 部署指示符松弛为连续变量，然后通过 SCA 寻找收敛解，最后将松弛的指示符舍入回二进制值。数值结果证明了我们提出的算法在满足感知和通信要求的同时降低系统成本的有效性。