NOMA 辅助的联合雷达与多播-单播通信系统
信息论
2022-09-14 v2 信号处理
math.IT
摘要
本文研究非正交多址（NOMA）辅助的联合雷达与多播-单播通信（Rad-MU-Com）这一新概念。多输入多输出（MIMO）双功能雷达-通信（DFRC）基站利用同一频谱资源检测以雷达为中心的用户（R-user），同时向 R-user 和以通信为中心的用户（C-user）发送混合的多播-单播消息。具体而言，多播信息面向 R- 与 C-user，而单播信息仅面向 C-user。更明确地说，采用 NOMA 以促进这种双重频谱共享：多播与单播信号在功率域叠加，且叠加的通信信号也被用作雷达探测波形。首先，针对含单个 R-user 和单个 C-user 的系统，提出一种基于波束赋形器的 NOMA 辅助联合 Rad-MU-Com 框架。基于此框架，通过优化所采用的波束赋形器来构建单播速率最大化问题，同时满足多播速率要求与预定义的雷达波束方向图精度。所得非凸优化问题通过基于罚函数的迭代算法求解，以获得高质量近最优解。接着，将系统扩展至多对 R- 与 C-user 的场景，提出一种基于聚类的 NOMA 辅助联合 Rad-MU-Com 框架。为最大化各 C-user 单播速率之和，构建联合波束赋形器设计与功率分配优化问题，约束条件包括每对 R&C 的最小多播速率以及检测多个 R-user 的雷达波束方向图精度。所得联合优化问题由另一开发的基于罚函数的迭代算法高效求解。
引用
@article{arxiv.2110.02372,
title = {NOMA-Aided Joint Radar and Multicast-Unicast Communication Systems},
author = {Xidong Mu and Yuanwei Liu and Li Guo and Jiaru Lin and Lajos Hanzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2110.02372},
year = {2022}
}
备注
14 pages, 12 figures, this work is accepeted for the publication in IEEE Journal on Selected Areas in Communications