面向可重构天线ISAC系统的三混合波束成形设计
信号处理
2026-04-23 v1
摘要
通感一体化 (ISAC) 系统需要高效的波束成形架构来共同支持通信和感知功能。为了降低硬件开销，混合波束成形 (HBF) 已被广泛研究，并证明在实际硬件约束下可实现接近全数字波束成形的性能。作为一种有前景的演进，可重构天线 (RA) 技术最近出现，通过动态重构天线电磁 (EM) 特性来进一步增强波束成形自由度 (DoFs)，然而它们在 ISAC 系统中的集成在很大程度上仍未得到探索。在本文中，我们研究了一种 RA 辅助的 ISAC 系统，并开发了一个解耦的三混合波束成形 (Tri-HBF) 框架，该框架交替优化数字、模拟和电磁波束赋形器，以最大化通信速率和感知信杂噪比 (SCNR)。对于单用户单目标 (SUST) 和多用户多目标 (MUMT) 场景，我们首先通过针对各自结构定制的方法将原始分数目标转换为无分数目标。然后通过在不同变量块上进行交替优化来解决由此产生的问题。除了 MUMT 场景中的电磁波束成形子问题外，所有变量都推导出了闭式更新。为了进一步降低电磁波束成形中半定松弛 (SDR) 引入的复杂度，我们提出了一种跨天线的低复杂度迭代方法，具有闭式更新。仿真结果表明，所提出的方案显著优于采用传统全向和定向天线的基准设计，在频谱效率上实现了近 100% 的提升，天线开销降低了 62.5%，从而揭示了……
引用
@article{arxiv.2604.20676,
title = {Tri-Hybrid Beamforming Design for ISAC Systems with Reconfigurable Antennas},
author = {Jiangong Chen and Xia Lei and Yuchen Zhang and Kaitao Meng and Christos Masouros},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.20676},
year = {2026}
}