面向近场集成感知与通信的RSMA-enabled混合波束设计

集成感知与通信（ISAC）网络利用极大天线阵列和高频率，这不可避免地扩展了Rayleigh距离，使得近场（NF）球面波传播占主导地位。这开启了大量空间自由度，使得针对通信与感知之间的权衡进行优化成为挑战。为此，我们提出一种基于RSMA的混合模拟-数字天线方案，用于近场ISAC传输。RSMA增强了干扰管理，而可变数量的专用感知波束增加了波束赋形的灵活性。目标是最大化最小通信速率，同时通过联合优化接收滤波器、模拟和数字波束赋形器、公共率分配以及感知波束数量，确保多目标感知性能。为解决感知波束分配的不确定性，一种秩零解重构方法表明，针对近场多目标检测无需专用感知波束。引入基于罚函数对偶分解（PDD）的双循环算法，采用加权最小均方误差（WMMSE）和二次变换来重构通信和感知速率。仿真结果表明，所提方案：1）使用更少的射频链即可实现类似全数字波束赋形的性能；2）在不损害通信速率的前提下维持近场多目标检测；3）显著优于传统多访问方案和远场ISAC系统。