面向集成感知与通信系统的车辆行为感知波束成形设计
信号处理
2023-03-01 v1 计算工程、金融与科学
信息论
math.IT
摘要
通信与感知是网联自动驾驶车辆（CAVs）的两个重要特征。在传统车载设备中，通信与感知模块虽存在但以孤立方式运行，导致硬件资源与无线频谱的浪费。本文为应对上述低效问题，针对多天线车载发射机提出了一种车辆行为感知的集成感知与通信（VBA-ISAC）波束成形设计。在该工作中，波束依据车辆行为进行导向以辅助驾驶，同时借助路边单元（RSU）提供频谱高效的上行数据服务。具体而言，我们首先基于车辆轨迹预测待感知的兴趣区域（AoI）。随后，我们构建一个 VBA-ISAC 波束成形设计问题，在感知 AoI 的同时最大化上行通信的频谱效率，其中引入权衡因子以平衡通信与感知性能。提出一种基于半定松弛的波束方向图失配最小化（SDR-BMM）算法求解所构造问题。为降低硬件成本与功耗，我们通过引入模拟-数字混合（HAD）结构进一步改进所提 VBA-ISAC 波束成形设计。数值结果验证了 VBA-ISAC 方案的有效性，并表明所提波束成形设计在频谱效率与雷达波束方向图上均优于基准方案。
引用
@article{arxiv.2302.14763,
title = {Vehicular Behavior-Aware Beamforming Design for Integrated Sensing and Communication Systems},
author = {Dingyan Cong and Shuaishuai Guo and Shuping Dang and Haixia Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.14763},
year = {2023}
}