Interfering Channel Estimation in Radar-Cellular Coexistence: How Much Information Do We Need?
针对雷达与蜂窝系统非协调共存的干扰信道估计问题，提出基于有限雷达波形先验的假设检验与信道估计方案，经理论分析和仿真验证了方案的有效性。
2018-07-18 cs.IT eess.SP math.IT
Interference Exploitation for Radar and Cellular Coexistence: The Power-Efficient Approach
提出了一种新的方法，使多输入多输出（MIMO）雷达和下行链路多用户多输入单输出（MU-MISO）通信系统之间的共存。通过利用相长多用户干扰（MUI），所提出的方法权衡有用的MUI功率，以减少发射功率，以获得功率有效的传输。本文主要研究两个优化问题：（1）在保证下行用户的接收信干噪比（SINR）和对雷达的干扰噪声比（INR）的同时，最小化基站（BS）的发射功率;（2）在给定下行SINR和发射功率预算的情况下，最小化基站对雷达的干扰。为了减少该方案在实际应用中的计算开销，设计了一种基于梯度投影的算法来求解功率最小化问题。此外，我们研究了雷达和通信性能之间的权衡，并分析推导出MIMO雷达在存在来自BS的干扰的情况下的关键指标。最后，一个鲁棒的功率最小化问题，制定，以确保所提出的方法的有效性的情况下，不完美的信道状态信息（CSI）。数值结果表明，所提出的方法实现了显着的节能相比，传统的方法，同时获得了良好的性能复杂度的权衡。
2017-04-28 cs.IT math.IT
RIS-Assisted Communication Radar Coexistence: Joint Beamforming Design and Analysis
集成传感与通信（ISAC）被认为是未来无线通信最有前途的技术之一。然而，通信雷达共存系统中的相互干扰是不容忽视的。受可重构智能表面（RIS）研究的启发，提出了一种双RIS辅助共存系统，其中部署两个RIS以增强通信信号并抑制相互干扰。我们的目标是联合优化RISs和雷达的波束形成，以最大限度地提高通信性能，同时保持雷达检测性能。研究的问题是具有挑战性的，因此，我们把它转化为一个等价的，但更容易处理的形式，通过引入辅助变量。然后，我们提出了一个基于惩罚对偶分解（PDD）的算法来解决由此产生的问题。此外，我们考虑了两种特殊情况：大雷达发射功率的情况下，低雷达发射功率的情况下。对于前者，我们证明了波束形成设计只取决于通信信道，相应的最优联合波束形成策略可以得到封闭形式。对于后者，我们通过块坐标下降（BCD）方法最大限度地减少相互干扰。通过结合这两种情况的解决方案，一个低复杂度的算法也被开发出来。最后，仿真结果表明，基于PDD和低复杂度的算法优于基准算法。
2022-01-19 cs.IT eess.SP math.IT
Coexistence Designs of Radar and Communication Systems in a Multi-path Scenario
针对多径环境下MIMO通信与雷达频谱共享的干扰问题，通过联合设计预编码器、雷达波形与接收滤波器最大化SINR，并采用交替最大化算法求解非凸问题。
2023-04-08 cs.IT eess.SP math.IT
Coexistence of Communications and Cognitive MIMO Radar: Waveform Design and Prototype
新一代雷达系统将需要与其他射频（RF）系统共存，预测它们的行为并做出适当的反应以避免干扰。针对这一需求，本文设计、实现了基于自定义认知多输入多输出（MIMO）雷达原型的纯相位序列（恒功率），并对其性能进行了评估。所提出的发射波形避免了窄带干扰器或通信链路占用的频段，同时彼此之间具有小的互相关，以使它们在MIMO雷达接收机处具有可分离性。通过求解一个非凸双目标优化问题得到的优化序列集的性能，与最先进的同行相比，其适用性说明了开发的原型。一个现实的长期演进（LTE）的下行链路用于通信，和实时系统的实现进行了验证和评估，通过吞吐量计算的通信和雷达系统的检测性能测量。
2021-03-08 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Transmitter Design for Robust Secure Radar-Communication Coexistence Systems
针对存在窃听者的MISO安全通信与MIMO雷达频谱共享场景，提出基于S引理和半定松弛的双层鲁棒协同算法，联合设计波形与波束成形，在保障雷达检测性能的同时最大化用户最坏情况保密速率，实现了显著的速率增益并揭示了二者的权衡关系。
2024-01-26 cs.IT eess.SP math.IT
Protecting Massive MIMO-Radar Coexistence: Precoding Design and Power Control
本文针对大规模MIMO通信与MIMO雷达共存场景，提出保护性迫零预编码方案并推导性能闭式解，构建功率控制优化问题提升雷达检测概率，同时满足通信用户频谱效率要求。
2023-12-19 cs.IT eess.SP math.IT
Efficient Online Learning for Cognitive Radar-Cellular Coexistence via Contextual Thompson Sampling
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；U.S Army Research Laboratory（美国陆军研究实验室）
本文介绍了一种顺序的，或在线的，自适应雷达传输，促进频谱共享与非合作蜂窝网络的学习计划。首先，雷达和空间上遥远的蜂窝网络之间的干扰信道进行建模。然后，应用线性上下文Bandit（CB）学习框架来驱动雷达的行为。探索和开发之间的基本权衡是平衡的汤普森采样（TS）算法，一个伪贝叶斯方法，选择波形参数的后验概率的基础上，一个特定的波形是最佳的，折扣信道信息作为上下文。结果表明，上下文TS方法收敛更快的行为，最大限度地减少相互干扰，最大限度地提高频谱利用率比可比的上下文强盗算法。此外，我们表明，TS学习计划的结果在一个有利的SINR分布相比，其他在线学习算法。最后，将所提出的TS算法与深度强化学习模型进行了比较。我们证明了TS算法在更复杂的深度Q网络（DQN）中保持了有竞争力的性能。
2020-08-24 cs.IT cs.LG math.IT
Joint Rate Allocation and Power Control for RSMA-Based Communication and Radar Coexistence Systems
我们考虑一种基于速率分裂多址（RSMA）的通信和雷达共存（CRC）系统。所提出的系统允许基于RSMA的通信系统与多个雷达共享频谱。此外，RSMA通过将消息分成公共部分和私有部分来部分解码干扰并部分将干扰视为噪声，从而实现灵活且强大的干扰管理。因此，基于RMA的CRC系统显著地提高了通信用户（CU）的频谱效率、能量效率和服务质量（QoS）。然而，基于RSMA的CRC系统提出了新的挑战。由于频谱共享，通信网络和雷达之间会产生相互干扰，这降低了雷达的信号干扰噪声比（SINR）以及通信网络中CU的数据率。因此，一个主要的问题是最大化CU的总速率，同时保证其数据传输的QoS要求和多个雷达的SINR要求。为了实现这些目标，我们制定了一个问题，优化i）CU的公共速率分配，公共消息的发射功率和CU的私有消息的发射功率，以及ii）雷达的发射功率。该问题是一个具有多个决策参数的非凸问题，求解起来具有一定的挑战性。我们提出了两个算法。第一序列二次规划（SQP）可以快速地返回局部最优解，是非线性规划方法中的前沿。第二个是一个添加剂近似方案（AAS），解决了全球范围内的问题，在合理的时间量的基础上，应用穷举技术的修改实例。仿真结果表明，与SQP算法相比，AAS算法在和率方面有了明显的提高。
2023-03-30 cs.GT cs.IT math.IT
Communications and Radar Coexistence in the Massive MIMO Regime: Uplink Analysis
本文考虑了使用5G新无线电兼容多址的大规模MIMO通信系统的上行链路，该系统将与使用相同频带的雷达系统共存。提出了一种考虑雷达系统在大规模MIMO接收机上产生的混响（杂波）的系统模型。在这种情况下，提出了几种用于上行链路信道估计和数据检测的接收机，从简单的信道匹配波束形成器到用于杂波干扰抑制的迫零和线性最小均方误差接收机，在完全已知和完全未知的杂波协方差的两种相反的情况下。还给出了理论分析，导出了可实现的上行链路频谱效率和输入高斯编码符号与蜂窝大规模MIMO系统的通信接收机处可用的可观测量之间的互信息的下限：关于后者，特别是，我们表明，在大天线数制度，基站处的雷达杂波效应被抑制并且恢复了单用户容量。数值结果，说明所提出的检测方案的性能，证实了理论分析的结果，并允许量化系统的鲁棒性杂波的影响，在基站的天线数量的增加。
2020-04-17 cs.IT eess.SP math.IT
How Close Can I Be? - A Comprehensive Analysis of Cellular Interference on ATC Radar
无线频谱上日益增长的数据业务需求使得诸如雷达和蜂窝通信系统之类的异构系统之间的频谱共享和共存成为必要。在这种情况下，我们专门研究空中交通管制（ATC）雷达和广域蜂窝通信（comms）系统之间的同信道共存。我们提出了一个全面的表征和分析的通信系统对ATC雷达的干扰，相对于多个参数，如雷达范围，雷达周围的保护半径，雷达天线仰角。分析表明，在雷达周围保持50 km的保护半径将以约0.9的概率确保雷达接收器处所需的-10 dB INR保护标准，即使雷达波束与通信BS处于同一水平线。对雷达目标检测性能的详细评估为选择合适的雷达保护半径提供了一个框架，以满足特定的性能要求。
2017-04-24 cs.IT cs.NI math.IT
STAR-RIS-Assisted Communication Radar Coexistence: Analysis and Optimization
提出STAR-RIS辅助的通信雷达共存系统，基于统计CSI推导可达速率，通过交替优化和投影梯度算法优化波束成形，在节省开销的同时提升了系统性能。
2024-04-25 cs.IT eess.SP math.IT
Spectrum Sharing Between A Surveillance Radar and Secondary Wi-Fi Networks
在3-GHz频带中与陆地（例如空中交通管制）和船载雷达在空间-时间上共享频谱的未授权网络之间的共存吸引了显著的兴趣。类似于每个主-辅共存场景，从未许可设备到主接收机的干扰必须在可接受的范围内。在这项工作中，我们制定了一个脉冲，搜索雷达（主要）和802.11 WLAN作为次要的频谱共享问题。我们计算这样的搜索雷达的保护区域a）一个单一的二级用户（最初）以及b）多个二级用户的随机空间分布。此外，我们还分析了从雷达的传输到WiFi设备的干扰，以估计对可实现的WLAN吞吐量的影响，作为到主雷达的距离的函数。
2016-02-02 cs.IT math.IT
Joint Radar and Communication: A Survey
几十年来，联合雷达和通信（JRC）技术在民用和军事应用中变得非常重要。本文介绍了JRC技术的概念、特点和优势，并给出了目前和未来受益于JRC技术的典型应用。本文从共存、合作、协同设计和协作四个层面探讨了JRC的发展现状。与以前的调查相比，本文回顾了使用JRC推动雷达传感和无线通信发展的整个趋势。具体来说，我们探讨了一个开放的研究问题，雷达和通信的合作，这代表了JRC演变的第四阶段的基础上互利运作。本文为JRC技术的进一步研究提供了有益的展望。
2021-02-28 cs.IT math.IT
Deep Reinforcement Learning Control for Radar Detection and Tracking in Congested Spectral Environments
US Army Research Laboratory（美国陆军研究实验室）
在本文中，认知脉冲雷达和附近的通信系统之间的动态非合作共存，通过应用非线性值函数近似通过深度强化学习（Deep RL）开发一个最佳的雷达性能的政策来解决。雷达学会改变其线性调频（LFM）波形的带宽和中心频率，以减轻与其他系统的相互干扰并提高目标检测性能，同时还保持对精细距离分辨率所需的可用频段的充分利用。我们证明了我们的方法，基于深度Q学习（DQL）算法，增强了重要的雷达指标，包括SINR和带宽利用率，在各种现实的共存环境中比策略迭代或感知和避免（SAA）方法更有效。我们还扩展了基于DQL的方法，将双Q学习和递归神经网络结合起来，形成了双深度递归Q网络（DDRQN）。我们证明了DDRQN的结果在良好的性能和稳定性相比，DQL和政策迭代。最后，我们证明了我们所提出的方法的实用性，通过讨论软件定义雷达（SDRadar）原型系统上进行的实验。我们的实验结果表明，与策略迭代和SAA相比，所提出的Deep RL方法显着提高了拥挤频谱环境中的雷达检测性能。
2020-08-27 cs.IT cs.LG eess.SP
Frequency Permutations for Joint Radar and Communications
提出了一种基于步进频率雷达波形的雷达与通信联合技术。通过使用频率音调序列的排列实现的波形中的随机化被用于数据传输。提出了一种新的信令方案，其中输入数据和波形之间的映射是基于称为Lehmer码的高效组合变换来执行的。考虑最佳最大似然（ML）检测，推导出加性高斯白噪声（AWGN）信道中通信块错误概率的联合界和最近邻近似。结果进一步扩展到包括莱斯衰落信道模型，其中瑞利衰落信道模型作为一种特殊情况。此外，一个有效的通信接收机的实现进行了讨论，匈牙利算法的基础上，实现了最佳的性能与更低的操作复杂度相比，一个穷举搜索。从雷达的角度来看，两个关键的分析工具，即模糊函数（AF）和费舍尔信息矩阵的推导。此外，精确的Cramer-Rao下界（CRLB）的延迟和多普勒估计误差的近似推导出的基础上的波形的距离和速度估计精度进行了分析。数值例子是用来突出的分析的准确性，并说明所提出的波形的性能。
2021-10-25 cs.IT eess.SP math.IT
Heterogeneously-Distributed Joint Radar Communications: Bayesian Resource Allocation
由于频谱资源的稀缺性，雷达与无线通信的共存成为近年来的研究热点。在众多的应用场景中，异构分布式雷达-通信系统因其灵活性和与现有体系结构的兼容性而具有广阔的应用前景。在本文中，我们专注于一个异构的雷达和通信网络（HRCN），它包括各种通用的雷达多目标跟踪（MTT）和无线通信的多个用户。我们的目标是提高MTT性能，并保持良好的吞吐量水平的通信用户通过一个精心设计的资源分配。该问题被制定为一个贝叶斯Cramér-Rao界（CRB）的最小化资源预算和吞吐量的限制。制定的非凸问题解决的基础上交替下降上升的方法。数值结果表明，这种异构网络的建议分配方案的有效性。
2022-03-04 cs.IT eess.SP math.IT
Research on GEO SA-Bi SAR Imaging based on Joint Radar-Communications Waveform
本文研究利用联合雷达通信波形在GEO SA-Bi SAR系统中同时实现SAR成像与无线通信，并设计联合接收机验证其可行性。
2025-08-18 cs.IT math.IT
MIMO Radars and Massive MIMO Communication Systems can Coexist
该研究针对单小区大规模MIMO通信系统与MIMO雷达的共存场景，利用随机矩阵理论推导二者可实现速率与联合系统速率区域，发现基站的大量自由度可在无协同设计时实现低干扰，并通过仿真验证了结论。
2023-07-22 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Design of Overlaid Communication Systems and Pulsed Radars
本文的重点是共享同一带宽的通信系统和脉冲雷达之间的共存。基于雷达对通信接收机产生的干扰是间歇性的并且取决于散射物体（例如，目标），我们首先表明，通信系统是一组独立的并行通道，从而每个通道上的预编码可以作为一个新的自由度。我们引入了一个新的品质因数，命名为{ \em复合速率}，它是有干扰和无干扰的速率的凸组合，在有关信号干扰噪声比的约束下进行优化（包括由于杂波引起的{ \em signal-dependent}干扰）以及两个系统发射的功率：所述自由度是雷达波形和上述通信符号的编码矩阵。我们提供了封闭形式的解决方案，为两个系统的最佳传输策略下的两个基本模型的散射所产生的雷达到通信接收机，并考虑可能的相关性的信号无关的干扰部分冲击雷达。我们还讨论了该地区的可实现的通信速率和无干扰。一个彻底的性能评估显示的潜力和所提出的共存架构的局限性。
2017-09-14 cs.IT math.IT
Joint Radar-Communications Processing from a Dual-Blind Deconvolution Perspective
我们考虑一个一般的频谱共存的情况下，其中雷达和通信系统的信道和发射信号是未知的接收机。在该\textit{dual-blind deconvolution}（DBD）问题中，普通接收机接收与多个目标反射的雷达信号重叠的多载波无线通信信号。当雷达接收机不与发射机并置时，例如在无源或多基地雷达中，除了目标参数之外，发射信号也是未知的。类似地，除了发送的消息之外，通信信道在诸如车辆网络的动态环境中也可能是未知的。因此，在DBD场景中未知目标和通信参数的估计是非常具有挑战性的。在这项工作中，我们利用稀疏的通道来解决DBD铸造它作为一个原子范数最小化问题。我们的理论分析和数值实验表明，完美的恢复连续值的距离-时间和多普勒速度的多个目标，以及延迟-多普勒通信信道参数使用均匀间隔的时间样本的双盲接收机。
2021-11-11 cs.IT eess.SP math.IT
Dual-Blind Deconvolution for Overlaid Radar-Communications Systems
针对雷达与通信频谱共存时接收端信道和信号均未知的双盲反卷积问题，提出基于多元原子范数和最小化与正卦限三角多项式的半定规划方法，实现低样本量下的高效参数恢复，且适用于多种通用场景。
2023-06-19 cs.IT math.IT
Frequency Permutation Subsets for Joint Radar and Communication
本文针对联合雷达与通信系统，提出频率排列子集选择方法，结合整数规划与匈牙利算法接收机设计，在改善通信误码率的同时降低雷达旁瓣并提升感知精度。
2022-07-21 cs.IT eess.SP math.IT
Colocated MIMO Radar Waveform Design for Transmit Beampattern Formation
本文考虑了共址MIMO雷达波形设计，通过最小化积分旁瓣电平来获得比竞争方法更低旁瓣电平的波束方向图。首先，一个二次规划问题，制定了波束方向图设计的最小综合旁瓣电平的标准。推导出一个定理，提供了一个封闭形式的分析最优解，似乎是一个扩展的瑞利商最小化的可能奇异矩阵的二次型。这种奇异性发生在感兴趣的问题，但在这些奇异矩阵的情况下，最佳解决方案的证明不能在文献中找到。接下来，添加一个额外的约束，以获得所需的3 dB波束宽度的波束方向图，从而在一个非凸的二次约束的二次规划，这是NP-难。一个半定规划和高斯随机半定松弛被用来确定可行的解决方案任意接近的解决方案，以原问题。理论和数值分析说明了改变设计中采用的发射机数量和正交波形的影响。数值比较进行评估所提出的设计方法。
2015-05-05 cs.IT math.IT
Co-Designing Statistical MIMO Radar and In-band Full-Duplex Multi-User MIMO Communications -- Part II: Joint Precoder, Radar Code, and Receive Filters Design
本文针对统计MIMO雷达与带内全双工多用户MIMO通信的频谱共享问题，提出基于复合加权和互信息的联合设计框架，并采用块坐标下降与交替投影方法优化雷达码、预编码器和接收滤波器，实验验证了算法收敛性、干扰抑制能力和数据速率稳定性。
2024-03-28 cs.IT eess.SP math.IT
Efficient Spectrum Sharing Between Coexisting OFDM Radar and Downlink Multiuser Communication Systems
针对雷达与多用户通信系统共存的频谱共享问题，提出基于OFDM的子载波与功率分配方案，通过约束松弛、问题重构和二次变换求解非凸问题，揭示了两系统性能权衡及功率阈值效应，为系统能效设计提供参考。
2023-08-22 cs.IT cs.SY eess.SY
Factor Graph Processing for Dual-Blind Deconvolution at ISAC Receiver
针对ISAC接收机中信号模型随时间演化的动态双盲反卷积问题，提出基于因子图表示与期望最大化算法结合高斯消息传递的高效求解方法，避免了传统矩阵求逆，实现了噪声下雷达与通信信道的准确估计。
2023-10-22 cs.IT eess.SP math.IT
Full-Duplex-Enabled Joint Communications and Sensing with Reconfigurable Intelligent Surfaces
本文提出一种全双工MIMO近场可重构智能表面联合通信与感知方案，通过联合优化波束成形与RIS相位配置，在满足CRB约束下最小化雷达接收功率并最大化下行速率，显著提升通信与感知性能并降低自干扰消除需求。
2023-06-19 cs.IT eess.SP math.IT
DFT-p-FDMA Based Chirp Transmission in CP-OFDM for Unified ISAC Waveform Design
Samsung Research America（三星美国研究院）
提出基于DFT-p-FDMA的ISAC框架，用于CP-OFDM多址通信系统，利用部分频率资源传线性调频信号，确保其他频段数据传输无干扰。分析信道行为，展示处理接收符号提高多普勒分辨率，可灵活调整距离-多普勒分辨率，仿真验证其性能。
2026-07-20 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Communication and Sensing: Models and Potential of Using MIMO
第六代（6 G）网络被设想为集成通信和传感功能，以提高频谱效率（SE）并支持爆炸性的新应用。虽然无线通信和无线电传感的相似性为它们的结合奠定了基础，但它们之间仍然存在着相当大的不相容性。为了同时保证通信容量和感知精度，多输入多输出（MIMO）技术由于其独特的空间波束形成和波形整形能力而发挥着重要作用。然而，MIMO的配置也带来了高硬件成本、高功耗和高信号处理复杂度。如何有效地应用MIMO来实现平衡的通信和感知性能仍然是开放的。在这次调查中，我们讨论了联合通信和传感（JCAS）在MIMO的背景下。我们首先概述了MIMO在无线通信和雷达传感过程中的作用。然后，我们详细介绍了当前通信和传感共存和集成的进展。随后结合前沿技术讨论了三种新型JCAS MIMO模型，即，云随机接入网络（C-RAN）、无人机（UAV）和可重构智能表面（RIS）。从实际应用的角度出发，总结了MIMO在JCAS中的潜力和挑战，并提出了有前途的解决方案。受物联网（IoT）巨大潜力的启发，我们还在IoT场景中指定了JCAS，并讨论了将JCAS应用于IoT的独特性。最后，展望了在不久的将来，一个无处不在的、智能的、安全的JCAS网络的前景。
2022-12-04 cs.IT cs.SI eess.SP
Beyond-Diagonal RIS For Enhanced Secrecy and Sensing Gains in Secure ISAC Networks: An Optimization Framework
College of Science and Engineering, Hamad Bin Khalifa University（哈马德·本·哈利法大学科学与工程学院）
本文提出了一种基于超越对角线RIS的 secure ISAC 方案，通过优化问题最大化目标反射功率，提升安全性和感知性能。
2026-06-29 cs.IT math.IT math.OC
