面向毫米波联合通信雷达的自适应虚拟波形设计
信号处理
2021-09-21 v1 信息论
math.IT
摘要
具有全数字基带生成与处理的联合通信雷达(JCR)波形如今可在毫米波(mmWave)频段实现。先前工作提出了一种基于毫米波无线局域网(WLAN)的 JCR,利用 WLAN 前导进行雷达探测,但目标速度估计的性能受限。在本文中,我们提出一种用于自适应毫米波 JCR 的虚拟波形设计。所提系统发射少量非均匀放置的前导,以构造多个接收虚拟前导,从而提升速度估计精度,代价仅是通信数据速率的微小降低。我们使用雷达估计的克拉美罗界(CRB)度量以及用于数据通信的新颖失真最小均方误差(MMSE)度量来评估 JCR 性能权衡。此外,我们针对自适应 JCR 波形设计开发了三种不同的基于 MMSE 的优化问题。仿真表明,与均匀波形相比,最优虚拟(非均匀)波形实现了显著的性能提升。对于雷达 CRB 约束优化,最优雷达作用距离与最优通信失真 MMSE(DMMSE)均得到改善。对于高 DMMSE 约束下的通信 DMMSE 约束优化,最优雷达 CRB 得到增强。对于加权 MMSE 平均优化,虚拟波形相对于均匀波形的优势随通信权重减小而增大。基于 MMSE 的优化与传统基于虚拟前导数目的优化比较表明,传统解仅在目标数量少且信噪比高时才收敛于基于 MMSE 的解。
引用
@article{arxiv.1904.05516,
title = {Adaptive Virtual Waveform Design for Millimeter-Wave Joint Communication-Radar},
author = {Preeti Kumari and Sergiy A. Vorobyov and Robert W. Heath},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.05516},
year = {2021}
}