可重構(gòu)智能表面輔助的通信感知一體化系統(tǒng)

楊曉宇 尉志青 孟春偉

摘要：通信感知一體化（ISAC）是6G移動通信的候選技術(shù)之一，可實(shí)現(xiàn)感知和通信的集成和優(yōu)勢互補(bǔ)?？芍貥?gòu)智能表面（RIS）能夠智能地控制傳播環(huán)境，提高網(wǎng)絡(luò)的容量和覆蓋率，已成為6G實(shí)現(xiàn)廣泛連接的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。認(rèn)為將RIS部署于ISAC系統(tǒng)可以提供一個(gè)新的通信和感知性能優(yōu)化維度。從ISAC的研究意義出發(fā)，探討ISAC的關(guān)鍵技術(shù)，概述RIS的工作原理及其在感知系統(tǒng)和通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，并重點(diǎn)分析RIS輔助ISAC以更好地實(shí)現(xiàn)感知目標(biāo)和服務(wù)通信用戶的研究現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：ISAC；可重構(gòu)智能表面；6G；頻譜資源

Abstract： Integrated sensing and communication （ISAC） is recognized as one of the candidate technologies of 6G mobile communication， aim？ ing to realize the integration and mutual benefit of sensing and communication. Considering that the reconfigurable intelligent surface （RIS） can intelligently control the propagation environment to improve the capacity and coverage of the network， it has become a key technology for 6G to achieve extensive connectivity. It is believed that deploying RIS on ISAC systems can provide a new performance optimization di？ mension of communication and sensing. The research significance of ISAC is highlighted， and the key technologies of ISAC are discussed. The working principles of RIS and its applications in sensing system and communication systems are summarized. Finally， the research sta？ tus of RIS-assisted ISAC to better realize the sensing target and serve the communication users is analyzed.

Keywords： ISAC； RIS； 6G； spectrum resource

目前，6G移動通信被設(shè)想為一個(gè)集成感知、通信和計(jì)算等功能的系統(tǒng)，并朝著高數(shù)據(jù)速率和智能化的方向發(fā)展[1]。6G系統(tǒng)不僅能夠提供高質(zhì)量無處不在的無線連接服務(wù)，還具備高精度的感知能力，以便實(shí)時(shí)測量和成像周圍的環(huán)境。然而，通信用戶數(shù)量和對各種感知服務(wù)需求的增加導(dǎo)致無線頻譜資源日益緊張。近年來，由于感知和通信在硬件平臺、系統(tǒng)架構(gòu)和信號處理方法等方面的共性，將感知系統(tǒng)和通信系統(tǒng)集成在一起的通信感知一體化（ISAC）技術(shù)引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。ISAC旨在通過共享頻譜、硬件平臺、信號處理框架將感知和無線通信緊密結(jié)合，并在兩者之間尋求性能平衡和收益最大，從而顯著提高頻譜效率和能量效率，降低硬件成本和系統(tǒng)功耗[2]。

與此同時(shí)，可重構(gòu)智能表面（RIS）由于可以輔助無線通信系統(tǒng)和感知系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能、可重構(gòu)的傳播環(huán)境，也受到了廣泛關(guān)注，它被認(rèn)為是在6G網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)智能無線電環(huán)境的一項(xiàng)關(guān)鍵使能技術(shù)[3]。RIS主要由大量低成本的無源元件組成。其中，每個(gè)元件都能夠獨(dú)立地調(diào)整入射電磁信號的振幅和相移，使電磁波靈活地朝向感興趣的方向進(jìn)行傳播，從而可以極大地?cái)U(kuò)大感知系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的覆蓋范圍，有效增強(qiáng)傳輸信號的質(zhì)量。因此，RIS可以通過創(chuàng)建有效的直射鏈路和引入額外的自由度來優(yōu)化系統(tǒng)的相關(guān)性能。除此以外，部署RIS也可以為ISAC系統(tǒng)提供額外的反射鏈路。通過這樣的方式，ISAC系統(tǒng)能夠獲得更好的感知性能和通信性能。作為一種有潛力提高ISAC系統(tǒng)性能的高效且經(jīng)濟(jì)的技術(shù)，RIS最近引起了業(yè)界研究人員的廣泛關(guān)注。

1 ISAC技術(shù)概述

在過去的幾十年中，感知系統(tǒng)和通信系統(tǒng)都在逐漸向更高的頻帶和更大規(guī)模的天線陣列發(fā)展。大帶寬和大規(guī)模天線既提供了大量的通信用戶連接，也大大提高了雷達(dá)在目標(biāo)檢測、角度與距離估計(jì)分辨率方面的相關(guān)性能。因此，在硬件平臺、信號處理等方面，感知系統(tǒng)和通信系統(tǒng)存在著越來越多的相似性。除此之外，無線頻譜資源變得日益緊張。這使得雷達(dá)和通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)共享頻帶的需求變得越來越迫切。所以，通信感知一體化技術(shù)的設(shè)計(jì)最近受到了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。

1.1 ISAC的研究意義

眾所周知，通信系統(tǒng)的工作方式與雷達(dá)不同。通信系統(tǒng)能夠在發(fā)射機(jī)獲得信道狀態(tài)信息（CSI）的情況下，通過專門設(shè)計(jì)的信號進(jìn)行信息傳輸，然后借助接收機(jī)對存在噪聲、干擾的信息進(jìn)行恢復(fù)。感知系統(tǒng)則通過向目標(biāo)發(fā)送探測信號來檢測目標(biāo)反射的回波信號中的有用信息，而不是從雷達(dá)發(fā)送的已知探測信號中檢測。過去有關(guān)感知系統(tǒng)和通信系統(tǒng)共存的研究主要集中在這兩個(gè)系統(tǒng)的集成方面，即采用兩組硬件和兩個(gè)不同的信號，并使用干擾消除技術(shù)減少兩個(gè)系統(tǒng)之間的相互干擾。然而，當(dāng)采用這種方式時(shí)，頻譜效率的提高會變得非常有限。由于共存系統(tǒng)中的干擾是由傳輸兩個(gè)不同的信號所導(dǎo)致的，因此，ISAC技術(shù)將通過使用單個(gè)發(fā)射信號來實(shí)現(xiàn)感知功能和通信功能的統(tǒng)一。這就意味著大多數(shù)的發(fā)射器和接收器等硬件平臺將可能實(shí)現(xiàn)共享。研究者們進(jìn)而可以探索兩者之間的性能增益[4-5]。ISAC使得感知功能和通信功能實(shí)現(xiàn)密切協(xié)調(diào)配合與相輔相成。總的來說，ISAC具有以下一些明顯的優(yōu)勢[6]：

（1）減小設(shè)備尺寸，降低成本和功耗。ISAC將感知系統(tǒng)和通信系統(tǒng)集成到同一個(gè)系統(tǒng)中，這樣就可以顯著減少收發(fā)器等硬件設(shè)備的尺寸，從而達(dá)到節(jié)省成本、降低設(shè)備功耗的目的。

（2）提高頻譜效率。感知系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的頻譜資源共享可顯著提高頻譜效率。

（3）提高性能增益。ISAC不以單獨(dú)的感知功能或者通信功能為優(yōu)化目標(biāo)，而是通過兩者之間的互助和協(xié)調(diào)來獲得聯(lián)合增益的。感知輔助通信和通信輔助感知可以顯著提升通信和感知的能力。

1.2 ISAC的關(guān)鍵技術(shù)

ISAC旨在通過共享硬件器件并采用相同的信號和波形，來緊密集成通信功能和感知功能。其中的一個(gè)關(guān)鍵研究問題在于：如何聯(lián)合設(shè)計(jì)和優(yōu)化ISAC的信號，才能使通信和感知的性能達(dá)到最優(yōu)。

通信和感知的信號通常不能直接相互應(yīng)用。感知信號旨在實(shí)現(xiàn)感知目標(biāo)檢測和感知參數(shù)估計(jì)，需要較低的峰均功率比和主瓣狹窄的模糊函數(shù)，以及較大的信號帶寬和多普勒頻移。而通信信號旨在高速可靠地傳輸數(shù)據(jù)和最大程度地承載信息，通常經(jīng)過調(diào)制后具備較為復(fù)雜的信號結(jié)構(gòu)，其峰均功率比較高[5]?；?G和6G通信系統(tǒng)中的信號，現(xiàn)有的ISAC主要有基于正交頻分復(fù)用（OFDM）、正交時(shí)頻空（OTFS）、濾波器組多載波（FBMC）等的信號設(shè)計(jì)。通信和感知彼此沖突的需求使得信號的設(shè)計(jì)和優(yōu)化十分具有挑戰(zhàn)性。因此，如何利用兩者的共性并從中獲得更好的收益是一個(gè)重要的問題。

通信和感知對波形的要求通常不同，需要綜合考慮不同的性能指標(biāo)以同時(shí)滿足通信和感知的性能需求。ISAC的波形優(yōu)化實(shí)現(xiàn)方案通常可以分為空間、時(shí)間、頻率域3類[6-7]。大規(guī)模天線陣列的引入為ISAC波形設(shè)計(jì)帶來了更多自由度，例如可以在空間維度設(shè)計(jì)和優(yōu)化一體化波形?？沼虿ㄐ蝺?yōu)化主要通過設(shè)計(jì)空間預(yù)編碼矩陣來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)預(yù)編碼矩陣可以改變發(fā)射信號的統(tǒng)計(jì)特性。該方案適用于以聯(lián)合通信性能和感知性能為目標(biāo)函數(shù)的全局波形優(yōu)化，并且不需要改變現(xiàn)有通信信號，就可以在現(xiàn)有蜂窩網(wǎng)絡(luò)中無縫實(shí)現(xiàn)。時(shí)域和頻域的波形優(yōu)化方案通常不僅需要對通信信號進(jìn)行改動，還需要跨時(shí)頻域來優(yōu)化信號參數(shù)和資源分配。

2 RIS技術(shù)的工作原理及應(yīng)用

實(shí)現(xiàn)超可靠無線通信的一個(gè)挑戰(zhàn)在于用戶所處的時(shí)變無線信道。傳統(tǒng)的解決方法可以通過調(diào)制、編碼和分集等技術(shù)來補(bǔ)償信道衰落，或者通過自適應(yīng)功率、速率控制以及波束賦形技術(shù)來適應(yīng)信道衰落。然而，這些技術(shù)仍然將無線環(huán)境視為一個(gè)隨機(jī)動態(tài)的不可控因素，因此無法實(shí)現(xiàn)未來6G無線通信網(wǎng)絡(luò)的高容量和超可靠無線通信的目標(biāo)。對此，我們急需開發(fā)革命性的新技術(shù)來克服傳播信道的隨機(jī)性，以滿足未來無線網(wǎng)絡(luò)對延遲、可靠性和連接性等方面的需求。為此，RIS被認(rèn)為是一種有前途的低成本技術(shù)，可用于構(gòu)建6G無線通信系統(tǒng)中能夠靈活控制的智能可重構(gòu)無線傳播環(huán)境。

2.1 RIS的工作原理

RIS具有一種由電磁材料構(gòu)成的二維表面，由大量具有特殊物理結(jié)構(gòu)的無源反射元件組成。其中，每個(gè)元件均能夠獨(dú)立地對入射信號進(jìn)行可控的振幅和相位調(diào)節(jié)。如圖1所示，典型的RIS結(jié)構(gòu)主要由平面表面和智能控制器組成。平面表面一般由3層平面組成[8]。最外層由大量印刷在電介質(zhì)底板上的金屬元件構(gòu)成，可以直接對入射信號施加作用。每個(gè)元件內(nèi)均嵌入了一個(gè)P-I-N結(jié)構(gòu)（PIN）二極管。控制偏置電壓可以使得PIN二極管在“開”或“關(guān)”之間切換狀態(tài)，從而使元件對入射信號產(chǎn)生相移差。中間層是一個(gè)由銅材料構(gòu)成的面板，可以有效避免信號能量的泄漏。最后一層是一個(gè)控制電路板，用來調(diào)整RIS每個(gè)元件對入射信號施加的反射系數(shù)，并由連接到平面表面的智能控制器進(jìn)行操作。RIS反射系數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整主要通過智能控制器進(jìn)行。智能控制器可通過現(xiàn)場可編程門陣列來實(shí)現(xiàn)?；緯?jì)算系統(tǒng)所需要的RIS反射系數(shù)最佳值，并將該值通過專用的無線或有線反饋鏈路發(fā)送給RIS的控制器。反射系數(shù)的設(shè)計(jì)主要取決于動態(tài)的CSI。

2.2 RIS在通信系統(tǒng)和感知系統(tǒng)中的應(yīng)用

RIS提供了新的自由度來協(xié)助無線網(wǎng)絡(luò)。這是因?yàn)樗氲撵`活性能夠?qū)崿F(xiàn)良好的通信性能和感知性能。具體來說，RIS可以大規(guī)模部署在無線網(wǎng)絡(luò)中，通過智能地調(diào)整每個(gè)元件的反射系數(shù)，使反射信號與來自發(fā)射器到接收器這條直接路徑的信號進(jìn)行疊加，從而高效提高所需的接收信號功率，或者通過破壞性組合的方式來減輕干擾，為從根本上解決無線信道衰落和干擾問題提供了一種新的手段[9]。如圖2（a）所示，發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間的直接鏈路會被障礙物所阻斷。此時(shí)，我們可以將RIS部署在與發(fā)射機(jī)和接收機(jī)存在直接鏈路的位置，通過RIS智能反射使信號繞過發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的障礙物，并向接收機(jī)所需方向創(chuàng)建額外的信號路徑以改善傳播條件。如圖2（b）所示，對于同時(shí)存在來自發(fā)射機(jī)的高信號衰減問題和嚴(yán)重干擾問題的接收機(jī)，我們可以采用如下兩種方式：將RIS部署在合適的位置以提高接收機(jī)所需的信號功率，或者通過反射系數(shù)的適當(dāng)設(shè)計(jì)來抑制干擾信號。

基于上述分析，聯(lián)合設(shè)計(jì)發(fā)射機(jī)的發(fā)射波束賦形和RIS的反射波束賦形以提高系統(tǒng)的各種性能指標(biāo)是RIS增強(qiáng)無線網(wǎng)絡(luò)的一項(xiàng)重要任務(wù)。在過去幾年里，研究人員對RIS在各種無線通信場景中的應(yīng)用進(jìn)行了廣泛研究，以便實(shí)現(xiàn)各種通信性能指標(biāo)的優(yōu)化，比如可實(shí)現(xiàn)速率、能量效率、頻譜效率最大以及傳輸功率、符號差錯(cuò)率最小等。最近，人們還進(jìn)行了RIS在傳感系統(tǒng)中部署的探索，以輔助雷達(dá)系統(tǒng)提高目標(biāo)檢測、目標(biāo)定位及參數(shù)估計(jì)等應(yīng)用的精度。與通信設(shè)計(jì)目的不同，RIS在感知系統(tǒng)中的設(shè)計(jì)目的主要是增強(qiáng)針對不同感知目標(biāo)的信號，從而使得接收機(jī)更加容易地檢測目標(biāo)或估計(jì)目標(biāo)所在的位置。

3 RIS輔助ISAC系統(tǒng)的相關(guān)研究

ISAC系統(tǒng)將感知功能和通信功能集成在一起。其中，感知模塊用于檢測感興趣的目標(biāo)并對目標(biāo)進(jìn)行估計(jì)、定位，而通信模塊則為用戶提供高質(zhì)量的通信服務(wù)。RIS通過智能反射動態(tài)調(diào)整無線電信號的幅度和相位，可以創(chuàng)建直射鏈路，以增強(qiáng)特定方向的信號質(zhì)量，并消除其他方向的干擾。值得注意的是，通信可以通過直射鏈路和非直射鏈路來提供具體的服務(wù)，而感知一般通過直射鏈路提取探測信息。此時(shí)，非直射鏈路通常會被視為雜波或者干擾。在障礙物密集、路徑損失較大的區(qū)域進(jìn)行感知是比較困難的。因此，通過RIS提供額外的自由度，不僅可以輔助基站與用戶之間的通信，還有助于實(shí)現(xiàn)無處不在的感知覆蓋，從而能夠顯著提高ISAC系統(tǒng)的傳輸速率。典型的RIS輔助ISAC系統(tǒng)的場景具體如圖3所示。

3.1 RIS輔助感知目標(biāo)檢測和通信覆蓋增強(qiáng)

感知的兩項(xiàng)主要任務(wù)是目標(biāo)檢測和目標(biāo)估計(jì)，它們均基于所收集的與感知目標(biāo)相關(guān)的信號或者數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)。其中，目標(biāo)檢測是一種通過識別回波信號來判斷是否存在感知目標(biāo)的過程。在這一過程中，我們通常通過檢測概率、虛警概率等指標(biāo)來衡量相關(guān)性能。通信可以通過信干噪比（SINR）、頻譜效率、中斷概率、誤碼率等一系列具體的指標(biāo)來衡量那些為用戶提供速率、效率、可靠性等方面的服務(wù)性能。

最近，相關(guān)研究人員對RIS輔助ISAC系統(tǒng)而產(chǎn)生的目標(biāo)檢測功能和通信覆蓋增強(qiáng)功能進(jìn)行了研究。具體來說，文獻(xiàn)[10]首先基于目標(biāo)近似散射面積上的功率，以閉合形式推導(dǎo)了目標(biāo)感知的檢測概率，然后考慮感知目標(biāo)尺寸的影響，提出了一個(gè)優(yōu)化問題。該優(yōu)化可在滿足最小檢測概率約束的情況下使通信用戶信噪比（SNR）達(dá)到最大。除檢測概率指標(biāo)外，SINR對于感知性能同樣起著重要作用。感知的檢測概率和通信的可實(shí)現(xiàn)速率都隨著SINR的增加而提高。通過聯(lián)合優(yōu)化基站的發(fā)射預(yù)編碼矩陣和RIS的無源反射矩陣，文獻(xiàn)[11]在保證基于SNR的用戶服務(wù)質(zhì)量、基站發(fā)射功率預(yù)算的前提下，使基站的接收SNR達(dá)到最大，從而使雷達(dá)檢測性能達(dá)到最優(yōu)。文獻(xiàn)[12]考慮了一個(gè)感知目標(biāo)和多個(gè)通信用戶的場景，其中目標(biāo)檢測僅基于RIS反射的信號來進(jìn)行?？紤]到感知目標(biāo)和通信用戶的性能優(yōu)化往往存在沖突，為實(shí)現(xiàn)感知和通信之間的均衡調(diào)整，文獻(xiàn)[12]通過優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)射預(yù)編碼矩陣和RIS相移，使基站接收機(jī)SNR和通信接收機(jī)SNR的加權(quán)和達(dá)到最大。在此基礎(chǔ)上，文獻(xiàn)[13]進(jìn)一步考慮了目標(biāo)檢測的接收濾波器設(shè)計(jì)，并聯(lián)合設(shè)計(jì)了基站的發(fā)射波束賦形、接收濾波器以及RIS的反射系數(shù)，在使通信用戶的總速率達(dá)到最大的同時(shí)，滿足基站的目標(biāo)SNR要求。

移動網(wǎng)絡(luò)存在著較為豐富的多徑環(huán)境，基站接收信號中通常存在著大量的雜波。然而，上述工作并沒有考慮伴隨目標(biāo)返回的廣泛雜波。對此，在強(qiáng)雜波存在的條件下，文獻(xiàn)[14]利用主動傳感來檢測目標(biāo)并為多個(gè)通信用戶傳輸信息，其目的是通過聯(lián)合設(shè)計(jì)基站的發(fā)射波形、接收濾波器以及RIS的反射系數(shù)，使基站的目標(biāo)SINR達(dá)到最大，以提高雷達(dá)的檢測性能，進(jìn)而確保多用戶通信的服務(wù)質(zhì)量。為研究有竊聽目標(biāo)存在時(shí)，在安全一體化系統(tǒng)中使用RIS的好處，文獻(xiàn)[15]提出了一個(gè)RIS輔助的安全一體化系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一個(gè)雷達(dá)、一個(gè)合法的通信接收器和一個(gè)同時(shí)充當(dāng)竊聽者的感知目標(biāo)組成。其中，雷達(dá)可確保目標(biāo)的特定檢測標(biāo)準(zhǔn)，同步向合法接收器傳輸信息，同時(shí)阻止竊聽目標(biāo)截獲信息。文獻(xiàn)[15]通過聯(lián)合優(yōu)化發(fā)射波束賦形、人工噪聲矢量和RIS相移，不僅使雷達(dá)的SINR達(dá)到最大，還確保了系統(tǒng)的安全通信速率。

3.2 RIS輔助感知目標(biāo)估計(jì)和干擾抑制

目標(biāo)估計(jì)是指通過識別存在噪聲和干擾的接收回波信號來獲得感知目標(biāo)的距離、角度、大小以及速度等有用參數(shù)的過程。相應(yīng)的性能通?？梢酝ㄟ^克拉美羅下界（CRLB）、均方誤差（MSE）等相關(guān)的指標(biāo)來衡量。其中，CRLB表示無偏估計(jì)方差的下界，MSE表示估計(jì)值與真實(shí)值之間平方誤差的均值。為了更為方便地表示，我們也可以使用發(fā)射波形/波束圖、回波信號的SINR等一系列具體的指標(biāo)來進(jìn)行性能評估。

設(shè)計(jì)波形/波束圖可以有效提高目標(biāo)估計(jì)的性能。經(jīng)過設(shè)計(jì)的波形具有較低的峰均功率比、良好的自相關(guān)和互相關(guān)特性、突出的雜波和干擾抑制能力。但實(shí)際上波形能夠同時(shí)滿足所有期望是非常困難的。不過人們可以將其設(shè)計(jì)為接近良好的波形/波束圖?；诖?，考慮到期望的波束圖可以由信號協(xié)方差矩陣來控制，文獻(xiàn)[16]提出聯(lián)合設(shè)計(jì)感知信號協(xié)方差矩陣、通信系統(tǒng)波束賦形以及RIS相移的方法，在匹配期望的感知波形的同時(shí)，使下行鏈路多用戶的和速率達(dá)到最大。此外，文獻(xiàn)[16]還證明了RIS可以顯著提高ISAC系統(tǒng)的性能。然而，在滿足期望的發(fā)射波束圖的情況下，ISAC系統(tǒng)波形設(shè)計(jì)的自由度通常會受到限制。這會引入過高的多用戶干擾問題，極大地降低通信服務(wù)的質(zhì)量。受RIS在干擾抑制方面應(yīng)用的啟發(fā)，文獻(xiàn)[17]允許在設(shè)計(jì)波束和期望的波束圖之間存在可容忍的失配，并通過聯(lián)合優(yōu)化發(fā)射波形和RIS相移，使多用戶干擾和波束圖相異的加權(quán)和最小。此外，文獻(xiàn)[17]還證明了RIS不僅可以使發(fā)射波形更好地匹配理想波束圖，還可以有效解決ISAC系統(tǒng)存在的多用戶干擾問題。考慮到目標(biāo)估計(jì)的一個(gè)基本功能是估計(jì)感知目標(biāo)的到達(dá)方向（DOA），文獻(xiàn)[18]將DOA估計(jì)的克拉美羅界（CRB）作為感知的性能指標(biāo)，通過聯(lián)合設(shè)計(jì)恒模波形和RIS相移，在滿足感知的CRB約束下，使得多用戶之間的干擾問題變得最小。此外，接收回波的SNR也可以被用作目標(biāo)估計(jì)性能指標(biāo)。文獻(xiàn)[19]通過聯(lián)合設(shè)計(jì)發(fā)射波束賦形和RIS相移，使得接收回波SNR達(dá)到最大，在保證目標(biāo)估計(jì)性能的同時(shí)，滿足用戶通信的預(yù)定義SNR要求。

4結(jié)束語

由于ISAC技術(shù)具有頻譜利用率高、硬件成本低等一系列突出優(yōu)勢，因此它受到了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。ISAC技術(shù)有望促進(jìn)具有高通信速率和高精度感知目標(biāo)的6G技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展。近年來，RIS已被公認(rèn)為6G無線通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能可重構(gòu)無線電傳播環(huán)境的一項(xiàng)有潛力的新范式。因此，研究人員將RIS應(yīng)用于ISAC系統(tǒng)中，以進(jìn)一步增強(qiáng)感知功能和通信功能。

參考文獻(xiàn)

[1] IMT-2030（6G）推進(jìn)組. 6G總體愿景與潛在關(guān)鍵技術(shù)白皮書[R]. 2020

[2] IMT-2030（6G）推進(jìn)組.通信感知一體化技術(shù)研究報(bào)告[R]. 2021

[3] IMT-2030（6G）推進(jìn)組.智能超表面技術(shù)研究報(bào)告[R]. 2021

[4] LIU F， MASOUROS C， PETROPULU A P， et al. Joint radar and communication design： applications， state-of-the-art， and the road ahead[J]. IEEE transactions on communications， 2020， 68（6）： 3834-3862. DOI： 10.1109/TCOMM.2020.2973976

[5] ZHANG J A， LIU F， MASOUROS C， et al. An overview of signal processing techniques for joint communication and radar sensing [J]. IEEE journal of selected topics in signal processing， 2021， 15（6）： 1295-1315. DOI： 10.1109/ JSTSP.2021.3113120

[6] ZHANG J A， RAHMAN M L， WU K， et al. Enabling joint communication and radar sensing in mobile networks—A survey [J]. IEEE communications surveys & tutorials， 2022， 24（1）： 306-345. DOI： 10.1109/COMST.2021. 3122519

[7] YUAN X， FENG Z Y， ZHANG J A， et al. Spatio-temporal power optimization for MIMO joint communication and radio sensing systems with training overhead [J]. IEEE transactions on vehicular technology， 2021， 70（1）： 514-528. DOI： 10.1109/TVT.2020.3046438

[8] WU Q Q， ZHANG R. Towards smart and reconfigurable environment： intelligentreflectingsurfaceaidedwirelessnetwork[J].IEEE communications magazine， 2020， 58（1）： 106-112. DOI： 10.1109/MCOM.001. 1900107

[9] BASHARAT S， HASSAN S A， PERVAIZ H， et al. Reconfigurable intelligent surfaces： potentials， applications， and challenges for 6G wireless networks[J]. IEEE wireless communications， 2021， 28（6）： 184-191. DOI： 10.1109/ MWC.011.2100016

[10] XING Z， WANG R， YUAN X J. Passive beamforming design for reconfigurableintelligentsurfaceenabledintegratedsensingand communication [EB/OL]. （2022-01-01）[2022-08-15]. https：//arxiv.org/abs/ 2206.00525

[11] JIANG Z M， RIHAN M， ZHANG P C， et al. Intelligent reflecting surface aided dual-function radar and communication system [J]. IEEE systems journal， 2022， 16（1）： 475-486. DOI： 10.1109/JSYST.2021.3057400

[12] LI Y K， PETROPULU A. Dual-function radar-communication system aided by intelligent reflecting surfaces [EB/OL]. （2022-04-10） [2022-08-15]. https：//arxiv.org/abs/2204.04721

[13] LIU R， LI M， SWINDLEHURST A L. Joint beamforming and reflection design for RIS-assisted ISAC systems [EB/OL]. （2022-03-01） [2022-08-15]. https：//arxiv.org/abs/2203.00265

[14] LIU R， LI M， LIU Y， et al. Joint transmit waveform and passive beamforming design for RIS-aided DFRC systems [J]. IEEE journal of selected topics in signal processing， 2022， 16（5）： 995-1010. DOI： 10.1109/ JSTSP.2022.3172788

[15] FANG S S， CHEN G J， XU P， et al. SINR maximization for RIS-assisted secure dual-function radar communication systems [C]//Proceedings of 2021 IEEE Global Communications Conference. IEEE， 2021： 1-6. DOI： 10.1109/GLOBECOM46510.2021.9685487

[16] ZHU Z Y， LI Z， CHU Z， et al. Intelligent reflecting surface assisted integrated sensing and communications for mmWave channels [EB/OL].（2022-01-05）[2022-08-15]. https：//arxiv.org/abs/2202.00552v1

[17] WANG X Y， FEI Z S， ZHENG Z， et al. Joint waveform design and passive beamformingforRIS-assisteddual-functionalradar-communication system [J]. IEEE transactions on vehicular technology， 2021， 70（5）： 5131-5136. DOI： 10.1109/TVT.2021.3075497

[18] WANG X Y， FEI Z S， HUANG J X， et al. Joint waveform and discrete phase shift design for RIS-assisted integrated sensing and communication system under Cramer-Rao bound constraint [J]. IEEE transactions on vehicular technology， 2022， 71（1）： 1004-1009. DOI： 10.1109/TVT.2021. 3122889

[19] YAN S C， CAI S， XIA W C， et al. A reconfigurable intelligent surface aided dual-function radar and communication system [C]//Proceedings of 2022 2nd IEEE International Symposium on Joint Communications & Sensing. IEEE， 2022： 1-6. DOI： 10.1109/JCS54387.2022.9743509

作者簡介

楊曉宇，北京郵電大學(xué)在讀博士研究生；主要研究方向?yàn)橥ㄐ鸥兄惑w化、可重構(gòu)智能表面。

尉志青，北京郵電大學(xué)副教授、博士生導(dǎo)師；主要研究方向?yàn)槊嫦蛑悄軝C(jī)器的通信感知一體化技術(shù)。

孟春偉，北京郵電大學(xué)在讀博士研究生；主要研究方向?yàn)槊嫦蛑悄軝C(jī)器的通信感知一體化技術(shù)。