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摘要
本文提出了将通信感知一体化（integrated sensing and communication， ISAC）系统与同时透射和反射可重构智能表面(simultaneously transmitting and reflecting reconfigurable intelligent surfaces， STAR-RIS)相结合的系统模型，解决了传统可重构智能表面RIS不能实现全空间通信与感知的问题；同时考虑在STAR-RIS上安装低成本的专用传感器以实现ISAC系统在STAR-RIS上执行目标感知的一种新颖有源架构，解决了雷达感知的严重路径损耗问题。本文旨在联合优化ISAC基站处的波束赋形和STAR-RIS的无源波束赋形，以最大化通信用户的加权和速率(weighted sum rate， WSR)，同时保证感知性能的最低信噪比(signal-to-noise ratio， SNR)。为了解决该复杂非凸优化问题，交替优化基站波束赋形及STAR-RIS无源波束赋形。针对所提的满足雷达感知SNR最低要求下最大化WSR问题，基站处波束赋形的优化子问题等价为加权最小均方误差(weighted minimum mean square error， WMMSE)问题，STAR-RIS处无源波束赋形优化子问题等价为分式规划(fractional programming， FP)问题。进一步，分别将优化的非凸子问题转化为二次约束二次规划(quadratic constraint quadratic programming， QCQP)，并使用半正定松弛(semidefinite relaxation， SDR)技术将它们分别转化为凸的半正定规划(semidefinite programming， SDP)子问题进行迭代求解。仿真结果验证了所采用新型STAR-RIS辅助ISAC方案的优点和所提算法在提高WSR性能上的有效性。
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