تحسين جهاز الإرسال والاستقبال الهجين المدمج مع تعديل نمط الشعاع لأغراض الاستشعار والتواصل المتكامل

يظهر الاستشعار والتواصل المتكامل (ISAC) كتقنية واعدة للجيل الخامس/الجيل السادس (B5G/6G)، لا سيما في نطاق الموجات المليمترية (mmWave). ومع ذلك، فإن البنية الهجينة المستخدمة على نطاق واسع في أنظمة الموجات المليمترية تقضي على مكاسب التداخل بسبب قيود سلاسل الترددات الراديوية المحدودة. علاوة على ذلك، تؤدي الوظائف الاستشعارية الإضافية إلى تفاقم ضعف كفاءة الطيف (SE). في هذا البحث، نقدم تصميم جهاز إرسال واستقبال ISAC مدمج مع تعديل نمط الشعاع (BPM-ISAC) محسّن، والذي يخصص سلسلة تردد راديو واحدة للاستشعار والبقية للتواصل. لتعويض انخفاض كفاءة الطيف، يتم تطبيق تعديل المؤشر عبر شعاع التواصل. نقوم بصياغة مسألة تحسين تهدف إلى تقليل متوسط مربع الخطأ (MSE) لنمط شعاع الاستشعار، مع مراعاة قيود متوسط مربع الخطأ الرمزي. ثم يتم حل هذه المشكلة من خلال تحسين الأجزاء التناظرية والرقمية بالتتابع. يتم أخذ كل من الهيكل متعدد الفتحات (MAS) والهيكل متعدد الأشعة (MBS) بعين الاعتبار لتصميم الجزء التناظري. نقوم بإجراء تحليل نظري حول احتمال الخطأ الثنائي اللاتيني (APEP) وحدود كرامر-راو (CRB) لتقدير اتجاه الوصول (DoA). تؤكد المحاكاة العددية على الأداء المعزز العام لـ ISAC مقارنة بالبدائل الموجودة.