基于RIS辅助LEO卫星的SAGIN-ISAC系统鲁棒波束成形设计

《IEEE Open Journal of the Communications Society》：Manifold-based Robust Beamforming Design for RIS-Assisted LEO Satellite in SAGIN-ISAC Systems

　　

摘要：

为了实现统一平台内的普遍全球连接和目标检测，本文提出了一种同时支持通信和雷达功能的空间-空中-地面一体化网络（SAGIN）。具体而言，SAGIN系统的空中段通过一组高空平台（HAPs）实现，每个平台都搭载可重构智能表面（RIS）。然而，由于严重的干扰，此类感知与通信一体化（ISAC）系统的实现面临重大挑战。这促使我们提出了一种用于SAGIN-ISAC系统中RIS辅助低地球轨道卫星的新型鲁棒波束成形设计，其中雷达接收器与卫星解耦，以缓解严重的回波路径损耗并降低卫星的功耗负担。该鲁棒设计通过考虑高斯CSI误差，考虑了直接和间接通信通道的信道状态信息（CSI）不完美性，并采用中断概率约束。为了高效协调双功能信号设计，我们开发了一种基于黎曼流形的优化算法，联合设计主动和被动波束成形策略。仿真结果表明，在通信中断以及雷达和通信功率约束条件下，所提出的框架有效地提高了雷达的信干噪比（SINR）。