基于伪随机时分复用MIMO FMCW的无人机群集成感知与通信
信号处理
2025-10-20 v1
摘要
集成感知与通信(ISAC)可实现硬件和频谱资源的共享，使数据传输和环境感知更高效。这种融合在无人机群(UAV swarm)中尤为重要，可提升系统的整体性能、灵活性和效率。为促进群体间的协作，本文提出一种基于伪随机时分复用(time-division multiplexing, TDM)-多输入多输出(MIMO)毫米波(millimeter-wave, mmWave)频率调制连续波(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW)的ISAC解决方案。具体而言，提出一种新的ISAC唾沫波形，用于调制时域和复�幅的数据，同时具备高精度感知能力。为解决TDM-MIMO的挑战，我们采用伪随机天线选择和压缩感知算法，确保最大无歧义速度不受影响。此外，采用唱歌划分多路访问方案，我们提出一种实现时频资源动态分配和多用户传输的无干扰多天线传输方案。最后，我们提出一种基于通信与感知融合的动态迭代计算方案，同时实现数据解调和感知参数估计。仿真结果表明，所提方案可在无人机动态飞行场景下实现ISAC。同时，该方案在通信和感知性能上优于mmWave-LoRadar，尽管其感知性能略低于传统FMCW。在城市杂波建模下，方案仍保持良好的鲁棒性，尽管存在一定的性能下降。
引用
@article{arxiv.2510.15575,
title = {Pseudo-Random TDM-MIMO FMCW Based Millimeter-Wave Sensing and Communication Integration for UAV Swarm},
author = {Yi Tao and Zhen Gao and Zhuoran Li and Ziwei Wan and Tuan Li and Chunli Zhu and Lei Chen and Guanghui Wen and Dezhi Zheng and Dusit Niyato},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.15575},
year = {2025}
}