超大规模MIMO中集成定位感知与通信的混合场波束倾斜效应方法

超大规模多输入多输出系统的出现为下一代通信带来了巨大希望，但其信道表现出混合远场和近场波束倾斜（HFBS）效应。在本文中，我们不仅克服而且利用HFBS效应提出了集成定位感知与通信（ILSC）框架。在上行链路训练阶段，用户终端（UT）传输参考信号以同时进行信道估计和定位感知。该阶段利用精心设计的混合场投影矩阵来克服HFBS效应并以压缩方式估计信道。随后，可以根据基于信道估计结果的球面波前感知散射体的位置。通过将感知到的散射体视为虚拟锚点，我们采用加权最小二乘方法来推导UT的位置。此外，我们提出了一种迭代优化机制，利用多径分量到达时间的精确估计来提高定位感知精度。在随后的下行链路数据传输阶段，我们利用获取的位置信息进一步优化混合波束成形器，该波束成形器结合了波束展宽和聚焦以减轻由HFBS效应导致的频谱效率退化。广泛的仿真实验表明，所提出的ILSC方案在定位感知和通信性能方面优于传统方法。