STARS辅助的近场ISAC：传感器部署与波束成形设计

本文提出了一种同时透射和反射表面（STARS）辅助的近场（NF）通信感知一体化（ISAC）框架，其中无线电传感器安装在STARS上，利用球面波前特征直接进行距离域感知。推导出了新的平方位置误差界表达式，揭示了其对波束成形（BF）设计和传感器部署的依赖关系。为平衡SPEB与传感器部署成本之间的权衡，构建了一个代价函数最小化问题，以在通信和功耗约束下联合优化传感器部署、有源和无源波束成形。针对传感器部署优化，通过引入逐次凸逼近提出了一种联合传感器部署算法。在传感器数量与波束成形设计之间的特定关系下，我们推导出了闭式表达的最优传感器间距。针对联合波束成形优化，引入了一种基于惩罚的方法。仿真结果验证了推导的SPEB表达式接近精确SPEB，这表明近场位置估计的Fisher信息矩阵可近似为对角矩阵。此外，所提算法以最低的部署成本实现了优于基准方案的SPEB性能。