MIMO-OFDM ISAC 系统中通过联合接收处理与发射波束成形设计利用稀疏性
信息论
2024-01-01 v1 信号处理
math.IT
摘要
集成感知与通信（ISAC）被广泛认为是推动未来无线网络发展的关键使能技术。本文旨在有效利用基于多输入多输出（MIMO）正交频分复用（OFDM）的 ISAC 系统中回波信号的固有稀疏性。为此，提出了一种新颖的联合接收回波处理与发射波束成形设计。具体而言，我们首先提出了一种压缩感知（CS）辅助的估计方法以促进 ISAC 接收回波处理，该方法不仅能实现目标信息的准确恢复，还能大幅减少需要采样和处理的感知子载波数量。然后，基于所提出的 CS 辅助处理方法，构建了相关的发射波束成形设计，其目标是在满足发射功率预算并确保指定感知子载波的接收信噪比（SNR）的同时，最大化多用户通信的总和速率。为解决涉及高维变量的所构建非凸问题，开发了一种有效的迭代算法，该算法采用了主要化最小化（MM）、分式规划（FP）以及具有闭式解的非线性等式交替方向乘子法（neADMM）。最后，进行了大量的数值仿真以验证所提算法的有效性以及所引入稀疏性利用策略的优越性能。
引用
@article{arxiv.2312.17454,
title = {Sparsity Exploitation via Joint Receive Processing and Transmit Beamforming Design for MIMO-OFDM ISAC Systems},
author = {Zichao Xiao and Rang Liu and Ming Li and Wei Wang and Qian Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.17454},
year = {2024}
}
备注
13 pages, 6 Figures, submitted to IEEE Trans