时分无蜂窝近场ISAC的鲁棒波束赋形与时间分配
信号处理
2026-01-21 v1
摘要
在本文中，我们提出了一种用于无蜂窝多输入多输出(MIMO)的时分近场集成感知与通信(ISAC)框架，其中感知和下行链路通信在时间上分离。在感知阶段，估计用户位置并用于构建位置感知信道，然后在后续通信阶段加以利用。通过显式建模感知引起的定位误差与信道估计误差之间的耦合，我们捕捉了感知精度与通信吞吐量之间的权衡。基于该模型，我们在非完美信道状态信息(CSI)下联合优化了时间分配比、感知协方差矩阵和鲁棒下行链路波束赋形。由此产生的非凸问题通过交替优化框架内的半定规划(SDP)重述来解决。为进一步降低计算复杂度，我们还提出了两种低复杂度的次优设计：一种忽略误差的方案和一种基于最大比传输(MRT)的方案。仿真结果表明，所提出的方案在定位精度上显著优于远场和单站设置，从而减少了信道估计误差，并最终提升了可达速率。此外，忽略误差的方案在严格的感知要求下表现良好，而基于MRT的方案通过调整时间分配比，在广泛的感知要求范围内保持鲁棒性，尽管存在一定的波束赋形损失。
引用
@article{arxiv.2601.12725,
title = {Robust Beamforming and Time Allocation for Time-Division Cell-Free Near-Field ISAC},
author = {Chaedam Son and Si-Hyeon Lee},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.12725},
year = {2026}
}
备注
This work has been submitted to the IEEE for possible publication