基于一比特ADC/DAC的MIMO雷达：性能分析与联合设计

极低分辨率（如一位）模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）可大幅降低MIMO雷达的硬件成本与功耗，尤其对于大规模天线情形。本文关注于一比特ADC和DAC的MIMO雷达的检测性能分析与联合设计。具体而言，在低信噪比（SNR）和低干噪比（INR）假设下，我们推导了一比特MIMO雷达的检测概率（$\mathcal{P}_d$）和虚警概率（$\mathcal{P}_f$）表达式，以及纯噪声情形下相对于无限比特MIMO雷达的理论性能差距。我们进一步发现，对于固定的$\mathcal{P}_f$，$\mathcal{P}_d$依赖于所定义的量化信干噪比（QSINR），其为发射波形与接收滤波器的函数。因此，自然地产生一个通过联合设计波形与滤波器来最大化QSINR的优化问题。针对所构造的问题，我们提出一种交替波形与滤波器设计以最大化QSINR（GREET）方法。在GREET的每次迭代中，接收滤波器通过最小方差无失真响应（MVDR）方法更新，一比特波形基于交替方向乘子法（ADMM）算法优化，其中主变量与松弛变量均获得闭式解。数值仿真与理论性能分析一致，并证明了所提设计算法的有效性。