合作集成感知与通信网络：分析与分布式设计
信号处理
2025-06-19 v2
摘要
本文提出一种采用混合波束成形（HBF）架构的协作集成感知与通信网络（Co-ISACNet），以提升雷达感知与通信性能。本工作的主要贡献包括四方面：第一，引入一种针对所设计Co-ISACNet的新型协作感知方法，并对该方法进行全面分析。该分析从数学上验证了Co-ISACNet的优势，并提供了具有洞察力的设计指南。第二，为展示Co-ISACNet的优势，本文提出联合设计HBF，以最大化网络通信容量，同时满足雷达感知的波束图相似性约束， resulting in 一个高维且非凸的问题。第三，为便于联合设计，本文提出一种基于proximal梯度和交替方向乘子法的新型分布式优化框架，称为PANDA。第四，本文进一步采用所提出的PANDA框架求解Co-ISACNet的联合HBF设计问题。通过采用PANDA框架，所有接入点（AP）并行优化HBF，其中每个AP仅需本地信道状态信息和有限的AP间消息交换。该框架显著降低了计算复杂度，在实际场景中具有显著优势。仿真结果验证了所提出算法相对于传统集中算法的有效性，并显示部署Co-ISACNet后雷达感知和通信性能的显著提升。
关键词
引用
@article{arxiv.2407.13401,
title = {Cooperative Integrated Sensing and Communication Networks: Analysis and Distributed Design},
author = {Bowen Wang and Hongyu Li and Fan Liu and Ziyang Cheng and Shanpu Shen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.13401},
year = {2025}
}