底层雷达-大规模MIMO频谱共享：建模基础与性能分析
网络与互联网体系结构
2021-05-18 v2 信号处理
摘要
本工作中，我们研究视距/近视距信道下底层雷达与大规模MIMO蜂窝共存，其中两个系统均具备3D波束赋形能力。利用随机几何的数学工具，我们在最坏情况“小区边缘波束赋形”条件下推导了由3D大规模MIMO蜂窝下行链路引起的雷达处平均干扰功率的上界。为克服由非对称且任意大小区带来的技术挑战，我们设计了一种新颖构造，其中每个泊松-维多里(PV)小区由其外接圆界定，以约束随机小区形状对平均干扰的影响。由于该模型因相邻PV小区形状与大小相关而难以进一步分析，我们提出了一种可处理的标称干扰模型，其中将每个PV小区建模为面积等于典型小区平均面积的圆形磁盘。我们量化了这两种模型间平均干扰功率的差距，并表明该上界在实际部署参数下是紧的。我们还将它们与更实际但不可处理的MU-MIMO调度模型比较，以表明我们的最坏情况干扰模型呈现相同趋势且与实际调度器模型无显著偏差。在标称干扰模型下，我们利用主导干扰近似刻画了干扰分布，推导了典型接收机使用3D波束赋形时的等干扰轮廓表达式。最后，我们利用可处理的干扰分布表达式刻画了准静态目标跟踪场景下雷达的空间虚警/检测概率。我们的结果揭示了平均干扰随部署参数(基站密度、隔离区半径、天线高度、各基站发射功率等)变化的有用趋势。
引用
@article{arxiv.2008.02100,
title = {Underlay Radar-Massive MIMO Spectrum Sharing: Modeling Fundamentals and Performance Analysis},
author = {Raghunandan M. Rao and Harpreet S. Dhillon and Vuk Marojevic and Jeffrey H. Reed},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.02100},
year = {2021}
}
备注
This arXiv manuscript subsumes the contents of the conference paper presented at the 2019 IEEE Global Communications Conference (Globecom), Waikoloa, HI. The conference version is available at arXiv:1907.09536