文章总结： 该文档分享了一篇关于有源RIS赋能ISAC系统的研究论文。针对6G通感一体化背景下的波束成形与反射预编码联合设计问题，提出了FP-SDR交替迭代算法。实验表明，共享式天线部署策略在速率与波束增益上均优于分离式，且有源RIS性能显著优于无源RIS。结论建议优先采用有源RIS与共享部署，并将RIS部署于靠近用户处以最大化性能。 综合评分： 90 文章分类： 其他

团队科研成果分享-66

网络与安全实验室

2026年3月5日 08:34 江苏

团队科研成果分享

2026.03.02-2026.03.08

标题: Separating or Sharing: Tradeoff Oriented Joint Optimization of Beamforming and Reflective Precoding in Active RIS-enabled ISAC System

期刊: IEEE Transactions on Mobile Computing ( Early Access ), Date of Publication: 13 February 2026.

作者: Zhongyu Ma, Yuxi Gao, Jing Li, Zhirong Liu, Yuankun Tang, Guangjie Han.

分享人: 西北师范大学——高玉玺

01

研究背景

BACKGROUND

研究背景

随着第六代（6G）移动通信系统的演进，感知与通信功能呈现加速融合的趋势。6G 技术向更高频段、更大规模天线阵列以及更紧凑的硬件形态发展，使得感知与通信在硬件架构、信道特性和信号处理技术方面日益趋同；同时，通信容量扩展与感知能力提升都依赖更宽的带宽，进一步加剧了对既有频谱资源的竞争。在自动驾驶、无人机通信与感知、扩展现实等多样化新兴应用的推动下，系统既需要实现高速数据传输，又必须具备有效可靠的环境感知能力。由此，在技术共性与应用需求的共同驱动下，通感一体化（ISAC）成为重要研究方向，为实现更具成本效益的制造、更优的系统性能以及更高的频谱利用效率提供了新的机遇。

02

关键技术

TECHNOLOGY

关键技术

03

算法介绍

ALGORITHMS

算法介绍

04

实验结果

EXPERIMENTS

实验结果

2. 实验结果图

图1 收敛性分析

图1验证了所提算法在有源RIS赋能的ISAC系统中、分离与共享两种部署策略下的收敛性：两种策略的用户总速率在前期迭代快速上升，随后逐渐收敛到稳定上界，且均在30次迭代内收敛。结果还表明，共享部署的总速率上界高于分离部署；引入RIS的系统在总速率上显著优于无RIS系统。其原因在于RIS可主动重塑电磁传播路径，构建额外有效链路、增强期望信号并抑制干扰；而无RIS仅依赖自然传播导致容量较低。共享部署之所以更优，是因为能在统一干扰协调下更协同地利用硬件资源、灵活在通信与感知任务间分配资源；分离部署协调不足，资源效率更低且干扰开销更大。

图2 分离式天线部署策略与共享式天线部署策略的波束图案增益比较

图2比较了分离部署与共享部署等不同方案在目标方向上的波束图增益。结果显示，共享部署下用户总速率优于分离部署，且其在目标方向上的波束图增益更显著，说明在有源RIS赋能的ISAC系统中，共享部署能够同时提升频谱效率与波束图性能。在两种部署策略下，有源RIS方案整体优于无源RIS方案和无RIS方案，并且这种优势在共享部署中更加突出。总体而言，有源RIS在分离与共享部署中都能获得更高的目标指向增益，而共享部署提升最明显；其探测性能增强体现在波束更集中、旁瓣更低、探测功率更高。

图3 在 R = 12.3 bps/Hz 的条件下，比较分离式天线部署策略与共享式天线部署策略的波束图案增益。

图4 RIS元件数量上的变化对两种部署策略下系统总速率的影响

图4比较了两种部署策略下，用户总速率随RIS单元数变化的表现。结果表明，随着RIS单元数增加，有源RIS与无源RIS方案的总速率均单调上升，说明在满足目标感知约束的同时，增加RIS单元可有效提升通信性能。其中，共享部署下的有源RIS表现最佳，而分离部署下的无源RIS最差，体现了有源RIS在信道调控上的优势以及共享部署相比分离部署更具协同性。总体来看，RIS单元数、RIS的主动特性以及部署策略都会显著影响系统总速率；因此提升通信性能的有效途径是优先采用有源RIS、选择共享部署，并增加RIS元素数量。

图5 RIS的位置对所考虑的两种部署策略下系统总速率的影响

图5比较了不同RIS位置下系统总速率的变化。结果显示，有源RIS方案显著优于无源RIS方案，且共享部署下性能最好；当RIS从靠近基站一侧逐步移动到靠近用户一侧时，三种方案的总速率均单调上升。无源RIS在大多数位置总速率较低且变化不大，约在160 m后才缓慢提升（约12.4→15.4 bps/Hz）；有源RIS分离部署在100 m后开始上升，并在160 m后提升加快（约13.3→19.5 bps/Hz）；有源RIS共享部署前期较稳定，但在160 m后总速率陡增（约21.3→28.1 bps/Hz）。其主要原因是RIS靠近用户可缩短RIS-用户链路距离、降低反射信号衰落，同时有源RIS还能通过放大入射信号补偿基站到RIS链路的路径损耗。总体而言，RIS位置对性能调控作用显著，因此在用户分布固定的场景下，将RIS尽量部署在靠近用户的位置更优。

图6 在分离部署策略下，天线功率分配对系统总速率的影响

如图6所示，三种方案的用户总速率都会随着通信天线功率的增大而提升，因为更高的发射功率增强了信号强度、提高了SINR，从而支持更高的传输速率。在性能对比上，“无RIS”最差，“无源RIS”可显著提升总速率，而“有源RIS”最好：无RIS依赖自然传播，易受衰落与干扰影响；无源RIS通过智能相位调控改善多径与信道质量；有源RIS在此基础上引入放大电路，为信号提供额外功率增益并进一步提升SINR。因此，提高通信天线功率并结合RIS技术，能够通过“发射端功率增强 + RIS智能调控”的叠加效应有效提升系统总速率。

05

总结

CONCLUSION

总结

在本文中，针对具备有源RIS辅助的ISAC系统，研究了BS处的传输波束成形与反射预编码的联合设计，以在保证目标感知的前提下最大化用户的总速率。在此过程中，考虑了两种不同的天线部署策略，即分离部署和共享部署。此外，还分别提出了FP-SDR组合交替迭代方法，以在两种不同的天线部署策略下获得所制定问题的高效解决方案。最后，通过丰富的仿真结果验证了在当前ISAC系统中部署有源RIS的显著优势，并且还通过通信总速率、波束图案增益和收敛性等方面展示了所提出方法的性能。

END

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