毫米波与低太赫兹频段联合感知与通信的波形设计
信号处理
2022-12-27 v3
摘要
毫米波(mmWave)与低太赫兹(THz)频段的感知与通信融合已被视为一项极具前景的技术,因为它以频谱与成本高效的方式,通过共享频率与硬件资源,实现了数百 Gbps 的高速率数据传输与毫米级雷达感知。然而,由于传播信道与射频(RF)前端的特殊性,联合雷达感知与通信(JRC)系统在毫米波与低太赫兹尺度下面临显著挑战。为此,本文研究了具有超宽带带的毫米波与低太赫兹频段 JRC 系统波形设计。首先,基于共存概念的 JRC 设计(两项功能以时分双工(TDD)方式运行),提出一种由多个子带上完美子序列构成的多子带准完美(MS-QP)序列用于目标感知,其可实现精确目标测距与速度估计,且仅需低成本低速率模数转换器(A/Ds)进行序列检测。此外,设计各完美子序列的根索引以消除强多普勒频移对雷达感知的影响。最后,通过对 MS-QP 序列的时域扩展构建数据嵌入型 MS-QP (DE-MS-QP) 波形,在各子带上生成零频点用于数据传输。与基于 TDD 共存的 JRC 系统不同,所提 DE-MS-QP 波形可实现同时无干扰感知与通信,同时继承 MS-QP 序列的全部优点。数值结果验证了所提波形在通信与感知性能、硬件成本及双功能间资源分配灵活性方面的优越性。
引用
@article{arxiv.2106.01549,
title = {Waveform Design for Joint Sensing and Communications in Millimeter-Wave and Low Terahertz Bands},
author = {Tianqi Mao and Jiaxuan Chen and Qi Wang and Chong Han and Zhaocheng Wang and George K. Karagiannidis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.01549},
year = {2022}
}