面向毫米波间歇雷达/通信系统自干扰抑制的离散码本设计
信号处理
2025-05-13 v3
摘要
本文提出了用于自干扰（SI）抑制的离散码本合成方法，旨在支持毫米波间歇雷达/通信（mmWave ISAC）系统。我们构建了一个最大化信噪比（SINR）的优化问题，以优化接收端和发送端码本，旨在抑制近场SI信号，同时保持远场探测方向的波束增益。该构建考虑了离散接收端和发送端码本中量化相位设置的实际约束，以及在指定通信方向上的TX波束增益要求。在交替优化框架下，依次优化接收端码本和发送端码本。当接收端码本固定时，我们表明接收端码本优化问题可建模为整数型分式二次规划（IQFP）问题。通过Dinkelbach算法，将问题转化为分子和分母目标函数解耦的子问题序列。这些受离散约束限制的子问题随后通过球形搜索（SS）方法高效求解。该整体方法称为FP-SS。当接收端码本固定时，发送端码本优化问题同样可建模为IQFP问题，且需考虑通信的额外TX波束约束。该问题通过Dinkelbach变换后再经受约束球形搜索（CSS）求解，我们称之为FP-CSS。最后，我们将FP-SS和FP-CSS方法集成到联合接收端-发送端码本设计框架中。仿真结果表明，所提出的FP-SS和FP-CSS在SI抑制性能上与对应的穷举搜索方法相当，但计算复杂度大幅降低。此外，交替优化框架实现了更佳的SI抑制性能。
引用
@article{arxiv.2504.16309,
title = {Discrete Codebook Design for Self-interference Suppression in mmWave ISAC},
author = {Guang Chai and Zhibin Yu and Thomas Wagner and Xiaofeng Wu and Giuseppe Caire},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.16309},
year = {2025}
}