雷达学报

作者：王向荣, 于硕同, 翟唯童, 徐晋, 丁文锐

单位：1.北京航空航天大学电子信息工程学院 北京 100191；2.中国电子科技集团第三十八研究所 合肥 230088；3.北京航空航天大学无人系统研究院 北京 100191；

关键词：通感一体化, 宽带模型, 近场模型, 混合预编码, 部分连接结构, 波束形成

基金：国家自然科学基金(U2333212, 61827901)，北京市科技新星(2022484107, 20240484539)，北京市自然科学基金(L244045)

大规模阵列与高频宽带信号支持的通感一体化(ISAC)技术在提升频谱效率的同时增强环境感知能力。在此背景下，窄带-远场的ISAC模型将出现不可避免的系统偏差，ISAC建模需要同时考虑宽带和近场效应。该文针对宽带-近场条件下基于部分连接混合预编码的ISAC系统进行优化设计和性能评估，考虑集中式多输入多输出(MIMO)的单基地模式和双基地模式两种感知情形。对于单基地模式，重新推导波达方向(DOA)和距离联合估计的克拉美罗界(CRB)，并以此为感知性能优化标准；对于双基地模式，在保证每一个用户通信质量(QoS)的前提下，最大化聚焦在感知目标上的发射功率。为了解决上述高维度非凸优化问题，该文提出直接交替最小化(AM)和间接全数字逼近两种算法，将该问题分解为若干独立的子问题，每个子问题可被凸松弛和有效解决。数值仿真实验结果表明，经过合理设置预设通信信噪比(SNR)阈值和发射天线分组，所设计的宽带-近场ISAC系统可以同时取得与基于全数字预编码的ISAC系统接近的感知性能和通信性能。

来源：2025年第4期

《雷达学报》期刊编辑部

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