Gestapelte intelligente Metaflächen (SIM) sind in den letzten Jahren zu einer vielversprechenden Hardware-Architektur im Bereich der integrierten Wahrnehmung und Kommunikation geworden, da sie eine Signalverarbeitung im Wellenbereich bei geringem Energieverbrauch ermöglichen. In diesem Artikel wird ein SIM-unterstütztes multi-basisstationsbasiertes Wahrnehmungs- und Kommunikationssystem untersucht, bei dem mehrere mit SIM ausgestattete Basisstationen durch eine zentrale Verarbeitungseinheit koordiniert werden, um gleichzeitig downlink-Kommunikation und Zielwahrnehmung zu unterstützen. In der betrachteten Systemarchitektur sind die Basisstationen als Sendeknoten oder Empfangsknoten konfiguriert, um eine gemeinsame Nutzerbetreuung, Zielbeleuchtung und kooperative Echoverarbeitung zu realisieren. Zur Beschreibung der Wechselwirkung zwischen Kommunikations- und Wahrnehmungsleistung wird ein gemeinsames Design-Optimierungsproblem formuliert, das unter Berücksichtigung von Qualitätsanforderungen der Zielwahrnehmung, Sendeleistungsbeschränkungen und SIM-Hardware-Beschränkungen die Gesamtrate des Kommunikationssystems maximiert. Dieses nicht-konvexe Optimierungsproblem umfasst die Optimierung der Sendeleistung, der SIM-Phasenverschiebungen auf Sender- und Empfängerseite sowie die gekoppelte Optimierung des zentralisierten Wahrnehmungsempfangs-Strahlformers. Zur Lösung wird ein effizienter alternierender Optimierungsalgorithmus vorgeschlagen, der gewichtete minimale mittlere quadratische Fehlerrekonstruktion, verallgemeinerte Rayleigh-Quotienten-Maximierung und Optimierung auf Riemannschen Mannigfaltigkeiten kombiniert. Numerische Ergebnisse zeigen, dass das vorgeschlagene Schema ein gutes Gleichgewicht zwischen Kommunikations- und Wahrnehmungsleistung erreicht und repräsentative Basisschemata übertrifft.

gestapelte intelligente Metafläche; integrierte Wahrnehmung und Kommunikation; multi-Basisstationswahrnehmung; kooperative Kommunikation; Wellenbereichsstrahlformung