A novel integrated sensing and communication (ISAC) system is proposed, where a dual-functional base station is utilized to transmit the superimposed non-orthogonal multiple access (NOMA) communication signal for serving communication users and sensing targets simultaneously. Furthermore, a new reconfigurable intelligent surface (RIS)-aided-sensing structure is also proposed to address the significant path loss or blockage of LoS links for the sensing task. Based on this setup, the beampattern gain at the RIS for the radar target is derived and adopted as a sensing metric. The objective of this paper is to maximize the minimum beampattern gain by jointly optimizing active beamforming, power allocation coefficients and passive beamforming. To tackle the non-convexity of the formulated optimization problem, the beampattern gain and constraints are first transformed into more tractable forms. Then, an iterative block coordinate descent (IBCD) algorithm is proposed by employing successive convex approximation (SCA), Schur complement, semidefinite relaxation (SDR) and sequential rank-one constraint relaxation (SRCR) methods. To reduce the complexity of the proposed IBCD algorithm, a low-complexity iterative alternating optimization (IAO) algorithm is proposed. Particularly, the active beamforming is optimized by solving a semidefinite programming (SDP) problem and the closed-form solutions of the power allocation coefficients are derived. Numerical results show that: i) the proposed RIS-NOMA-ISAC system always outperforms the RIS-ISAC system without NOMA in beampattern gain and illumination power; ii) the low-complexity IAO algorithm achieves a comparable performance to that achieved by the IBCD algorithm. iii) high beampattern gain can be achieved by the proposed joint optimization algorithms in underloaded and overloaded communication scenarios.


翻译:提出了一个新的综合遥感和通信系统(ISAC),在这个系统上,利用一个双功能基站向通信用户和感测目标同时传送超硬非垂直多存(NOMA)通信信号。此外,还提出了一个新的可重新配置的智能表面(RIS)辅助遥感结构,以解决LOS链接在感测任务中的重大路径丢失或阻塞问题。基于这个设置,在RIS上为雷达目标提取并采用双功能基站作为感测测量标准。本文的目标是通过联合优化主动波形、电源分配系数和被动波形,最大限度地实现最小增压增益。为了解决已拟订的优化优化问题,增益和限制首先转换为更易感化的形式。基于这个设置,通过使用连续的 convex 下调(SCA)、Schur 补充、 rederfortial Reformation (SDRCRCR) 和顺序级调控的ICD-REDA-S-SDRlal-S-S-Slental Supal Supal Supal Supal IMal IMal, 提议的变现 变压 IMAL-al-al-al-al-modemodeal-modeal-modeal-modal-modal-modal-modal-modal-modal-IA-IA-IA-modal-moal-modal-modal-modal-modal-modal-modal-modal-modal-modal-modal-modal-modal-moction-moction-mocal-moction-moction-modal-mod-moction-moction-modal-mocal-mod-mod-mod-mod-mod-moction-modal-moction-moction-moction-moction-mocal-mocal-mocal-mocal-mod-mod-modal-mod-moal-moal-modal-moal-moal-mocal-mocal-mocal-mocal-mocal-mocal

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