Diseño de formación de haces de transmisión y recepción conjunta para sistemas DFRC MIMO basados en DPC
Autores: Yang, Chenhao; Wang, Xin; Ni, Wei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diseño de formación de haces de transmisión y recepción conjunta para sistemas DFRC MIMO basados en DPC
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propone una estrategia óptima de formación de haces para comunicación radar MIMO multiusuario con codificación de papel sucio.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Este artículo propone una estrategia óptima de formación de haces para un sistema de radar de comunicación multiusuario multi-entrada multi-salida (MIMO) de enlace descendente con funciones duales (DFRC) con codificación de papel sucio (DPC) adoptada en el transmisor. Nuestro objetivo es lograr la máxima tasa de suma ponderada de los usuarios comunicantes mientras se cumple con una restricción de covarianza de transmisión predeterminada para garantizar el rendimiento del radar. Para hacer que el problema previsto sea rastreable, aprovechamos la equivalencia de la tasa de suma ponderada y el error cuadrático medio mínimo ponderado (MMSE) para reformular el problema y diseñar un enfoque de descenso de coordenadas de bloque (BCD) para calcular de forma iterativa las soluciones de formación de haces de transmisión y recepción. A través de esta metodología, demostramos que la formación de haces óptima de recepción se alinea con el enfoque tradicional de MMSE, mientras que el diseño óptimo de formación de haces de transmisión se puede formular en un problema de optimización cuadrática definido en un complejo manifiesto de Stiefel. Basándonos en el método de mayorización-minimización (MM), desarrollamos un algoritmo iterativo para calcular el diseño óptimo de formación de haces de transmisión resolviendo una serie de problemas de Procusto ortogonales (OPPs) que admiten soluciones óptimas en forma cerrada. Los hallazgos numéricos sirven para validar la eficacia de nuestro esquema. Se demuestra que nuestro enfoque puede lograr al menos un 73% más de eficiencia espectral que los métodos existentes en un régimen de alta relación señal-ruido (SNR).
Descripción
Este artículo propone una estrategia óptima de formación de haces para un sistema de radar de comunicación multiusuario multi-entrada multi-salida (MIMO) de enlace descendente con funciones duales (DFRC) con codificación de papel sucio (DPC) adoptada en el transmisor. Nuestro objetivo es lograr la máxima tasa de suma ponderada de los usuarios comunicantes mientras se cumple con una restricción de covarianza de transmisión predeterminada para garantizar el rendimiento del radar. Para hacer que el problema previsto sea rastreable, aprovechamos la equivalencia de la tasa de suma ponderada y el error cuadrático medio mínimo ponderado (MMSE) para reformular el problema y diseñar un enfoque de descenso de coordenadas de bloque (BCD) para calcular de forma iterativa las soluciones de formación de haces de transmisión y recepción. A través de esta metodología, demostramos que la formación de haces óptima de recepción se alinea con el enfoque tradicional de MMSE, mientras que el diseño óptimo de formación de haces de transmisión se puede formular en un problema de optimización cuadrática definido en un complejo manifiesto de Stiefel. Basándonos en el método de mayorización-minimización (MM), desarrollamos un algoritmo iterativo para calcular el diseño óptimo de formación de haces de transmisión resolviendo una serie de problemas de Procusto ortogonales (OPPs) que admiten soluciones óptimas en forma cerrada. Los hallazgos numéricos sirven para validar la eficacia de nuestro esquema. Se demuestra que nuestro enfoque puede lograr al menos un 73% más de eficiencia espectral que los métodos existentes en un régimen de alta relación señal-ruido (SNR).