保护大规模 MIMO 与雷达共存：预编码设计与功率控制

本文研究了下行多用户大规模多输入多输出（MIMO）通信系统与 MIMO 雷达之间的共存问题。在考虑信道估计误差和功率控制的情况下，从频谱效率（SE）角度表征了采用最大比（$\MR$）、迫零（$\ZF$）和保护性迫零（$\PZF$）预编码设计的大规模 MIMO 系统性能。$\PZF$ 预编码的思想依赖于将承载信息的信号投影到雷达信道的零空间上，以保护雷达免受通信信号的干扰。我们进一步推导了所考虑预编码设计下雷达系统检测概率的闭式表达式。利用 SE 和检测概率的闭式表达式，我们在雷达和基站（BS）处构建了一个功率控制问题，旨在满足每用户 SE 要求的同时最大化检测概率。该优化问题可以通过求解线性可行性问题并利用二分法有效解决。我们的分析和仿真表明，$\PZF$ 设计在所有设计中具有最高的检测概率性能，其 SE 性能介于其他两种设计之间。此外，通过最优选择 BS 和雷达处的功率控制系数，检测概率得到了显著提升。