面向毫米波车载联合通信雷达的自适应快速波形-波束成形联合设计

毫米波（mmWave）联合通信雷达（JCR）将为自动驾驶等应用提供高数据率通信和高分辨率雷达感知。然而，基于毫米波通信硬件的现有 JCR 系统由于采用定向通信波束，存在角度视场有限和雷达估计精度低的问题。本文针对采用相控阵架构、允许在通信与雷达性能之间权衡的毫米波车载 JCR，提出了一种自适应快速波形-波束成形联合设计。为了在大视场下快速估计多普勒-角度域中的毫米波车载雷达信道，我们的 JCR 设计采用发射波束成形器的若干循环移位，并应用二维部分傅里叶压缩感知技术。我们优化这些循环移位以在压缩感知中实现最小相干性。我们使用用于雷达估计的归一化均方误差（MSE）度量和用于数据通信的失真 MSE 度量（类似于率失真理论中的失真度量）来评估 JCR 性能权衡。此外，我们针对自适应 JCR 波形-波束成形联合设计建立了一个基于 MSE 的加权平均优化问题。数值结果表明，我们所提出的 JCR 设计能够以较低的归一化 MSE 估计多普勒-角度域中的短程和中级雷达信道，代价是通信失真 MSE 的轻微下降。