面向多用户 MIMO 近场 ISAC 系统的优化波束设计：可移动天线方案
信息论
2025-12-30 v1 math.IT
摘要
集成感知与通信 (ISAC) 被认作是未来无线网络中能够同时提升通信与感知服务的关键技术之一。此外，近期发展的可移动天线 (MAs) 的引入有望进一步提高 ISAC 系统的性能增益。尽管 MA 支持的 ISAC 系统在远场场景中的收益相对较为人熟知，但在近场场景中仍几乎未被探索。致力于此目的，本文在 MA 支持的近场 ISAC 系统中，最大化通信用户的加权求和速率 (WSR)，同时维持最低感知要求。为实现此目标，本文针对所考虑的 ISAC 系统，提出了算法，分别优化通信预编码矩阵、感知发射波束、感知接收合成器、用户 MA 的位置以及基站 (BS) 发�射 MA 的位置。本文分别针对基站采用线性预编码和零强制 (ZF) 预编码两种情况进行设计。仿真结果表明，使用近场 ISAC 系统中的 MAs 可显著优于仅采用固定天线的近场 ISAC 系统。我们进一步表明，线性预编码方案在用户权重速率不等情况下的 WSR 更大，而 ZF 预编码方案可保持所有用户权重速率下约恒定的 WSR。此外，我们还展示了本文方案的 WSR 高度依赖于不同用户 MA 之间的天线间干扰，而感知性能则在最低感知信噪比 (SINR) 阈值条件下受到的影响显著大于通信性能。
引用
@article{arxiv.2512.22620,
title = {Optimal Beamforming Design for Multi-user MIMO Near-Field ISAC Systems with Movable Antennas},
author = {Nemanja Stefan Perović and Keshav Singh and Chih-Peng Li and Octavia A. Dobre and Mark F. Flanagan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.22620},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 6 figures