南京邮电大学学报(自然科学版)

作者：李飞,王媛媛,李汀,熊承寅,刘愚成

单位：南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003南京邮电大学 通信与信息工程学院，江苏 南京 210003

关键词：智能反射面；通感一体化；波束成形；非凸优化问题

基金：国家自然科学基金（62271265）资助项目

智能反射面（Intelligent Reflecting Surface，IRS）辅助的通信感知一体化（Integrated Sensing and Communication，ISAC）系统能够扩大信号覆盖范围并提升通信和感知性能，已成为6G通信的关键技术之一。然而，在低空复杂场景下，单IRS辅助的ISAC系统难以应对用户和感知目标移动带来的路损和遮挡问题，导致信号传输质量下降。为解决该问题，文中提出一种基于双IRS辅助通感一体化联合波束成形与反射设计优化方案。首先，建立双IRS辅助ISAC系统的优化模型，在满足基站（Base Station，BS）传输功率和感知性能的约束条件下，联合优化BS一体化发射波束成形和双IRS的反射系数矩阵，以最大化通信用户的可达速率。然后，利用分数规划方法将联合优化问题解耦为一体化波束成形和双IRS相移优化两个子问题，以降低计算复杂度。基于二阶锥约束设计通感波束成形方案，并采用逐次凸逼近和交替方向乘子法解决双IRS耦合导致的反射设计复杂度问题，并通过交替优化得到双IRS的最优反射相移。最后，设计了IRS反射相移与通感联合波束成形交替优化算法，以提高系统整体性能。仿真结果表明，所提算法具有良好的收敛性和有效性，双IRS辅助ISAC方案能够显著提升低空复杂通感系统性能。

来源：2025年第02期

《南京邮电大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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