半无源智能反射面辅助的通感一体分布式高精度联合定位方法

来源：电子与信息学报杂志2026年第5期北京时间：

作者：黄逸, 熊朝锐, 唐小伟, 石运梅

单位：同济大学信息与通信工程系 上海 201804

摘要：智能反射面(IRS)辅助的通信感知一体化(ISAC)系统通过主动调控电磁波传播环境，为提升无线网络的通信与定位性能提供了创新途径。该文提出一种半无源IRS辅助的ISAC架构，通过在基站(BS)端与IRS端协同配置感知阵列，联合接收目标反射的正交频分复用(OFDM)信号，实现无需定位导频的高精度三维协作定位。针对该架构，该文提出两种协作定位算法，即基于参数解耦的两步定位法和基于联合优化的直接定位法。两步定位法分别采用空间平滑(SS)多信号分类(MUSIC)算法和改进的快速傅里叶变换(FFT)算法，独立估计反射信号到达各感知阵列的时延与到达角余弦值等信道参数，继而利用感知阵列和目标的空间几何关系解析目标位置；直接定位法基于最大似然(ML)准则，联合所有阵列的接收信号构建关于目标位置的目标函数，采用类牛顿法在目标空间进行高效搜索完成定位。所提方案借助感知信号，不仅无需额外导频开销，还能通过联合多个OFDM符号之间的信息提高定位精度。为进一步评估算法性能极限，该文推导了信道参数及目标位置估计的克拉美罗下界(CRLB)，并开展了蒙特卡罗数值仿真实验进行验证。结果表明，直接定位法在定位精度上优于两步定位法，且在高信噪比条件下能够逼近CRLB。相比传统基于到达角(AoA)/到达时间(ToA)的定位方法，该文所提算法具有更好的定位精度和鲁棒性。

关键词：通信感知一体化, 半无源智能反射面, 正交频分复用信号, 三维协作目标定位

基金资助：国家自然科学基金(62501423, 62201391, 62388101, 62101386)，上海市浦江人才计划项目(22PJD073)