可移动天线与智能反射面赋能低空通感融合网络:协同架构与关键技术OA

低空无人机网络凭借其按需部署的灵活性与独特的空中传感视角,是实现未来第六代移动通信从地面二维走向空地三维通感一体化(Integrated Sensing and Communication,ISAC)的关键平台,但其高效部署与性能提升面临着严峻挑战。这些挑战主要源于无人机平台的高移动性、复杂多变的无线传播环境,以及感知与通信功能之间固有的性能权衡。为应对这些挑战,本文提出一种创新的网络框架,该框架巧妙地协同了两种前沿技术:可移动天线(Movable Antenna,MA)与智能反射面(也称智能超表面,Intelligent Reflecting Surface,IRS),将它们作为重构无线环境的双重赋能器。在该框架下,MA通过主动式的收发机重构(如天线位置与姿态的灵活调整),而IRS通过被动式的信道重构(如对电磁波幅度和相位的智能调控),二者协同工作,能够显著增强整个ISAC系统的性能。首先,本文整体阐述了MA和IRS为ISAC网络带来的基础性增益,进而分别给出天线位置/姿态与IRS协同的两个简化系统模型与优化问题,并通过初步仿真验证“MA-IRS”协同架构所蕴含的巨大潜力。仿真结果表明该架构能够有效提升信号覆盖质量和系统总速率,并保证感知性能。随后,本文聚焦于无人机在低空ISAC网络中的两大核心部署场景:(1)无人机作为ISAC网络的用户终端。在此场景下,网络的主要目标是实现对无人机的高精度追踪,并保障低空安全。我们探讨了从非协作式目标到协作式目标的演进路径,分析了MA与IRS如何协同提升追踪精度和对抗潜在的安全威胁。(2)无人机作为ISAC网络的空中节点。在此场景下,我们聚焦于无人机在低空网络中扮演的多重角色,讨论如何将MA和IRS的不同配置方式与这些角色的功能相匹配,进而提出基于MA-IRS协同方案的新的应用范式或改进已有的应用。最后,本文针对上述两种核心场景,系统性地识别并分析了其中关键的技术挑战与未来的研究机遇,旨在为下一代先进低空ISAC网络的设计与实现,提供一个清晰、前瞻性的发展路线图和研究方向。