Static Background Removal in Vehicular Radar: Filtering in Azimuth-Elevation-Doppler Domain
针对车载FMCW雷达，提出一种基于4D成像和方位-俯仰-多普勒域滤波的静态背景去除算法，并引入自包含的3D自身运动估计，经仿真与实测验证性能优于基线。
2024-12-17 eess.SP
Flexible Hybrid Beamforming for Spectrally Efficient 6G Joint Radar-Communications
联合雷达通信（JRC）受益于使用相同硬件和射频（RF）频谱资源的雷达和通信操作的多功能性。因此，JRC系统具有非常高的潜力，被采用到第六代（6G）标准。本文设计了一种灵活的多输入多输出（MIMO）联合接收机波束形成器，使频谱效率最大化。实现了混合波束成形，其构成的RF链的数量比发射机天线的数量少。我们共同表达JRC率与通信和雷达实体，包括一个加权因子，它描绘了一个操作的优势。所提出的基于联合SE的方法最佳地选择具有灵活的混合波束成形设计的RF链的数量。此外，当通信操作发生时，所提出的方法考虑了从雷达操作发生的干扰，反之亦然。基于分数规划的选择过程用于灵活的波束成形和RF链的最佳数量，同时考虑每个操作的干扰。仿真结果和不同的基线进行比较，显示所提出的灵活的混合波束形成方法的有效性。
2022-11-15 eess.SP
Radar-assisted Predictive Beamforming for Vehicle-to-Infrastructure Links
在本文中，我们提出了一种雷达辅助的预测波束成形设计的车辆到基础设施（V2I）的通信依赖于联合传感和通信功能在路边单元（RSU）。我们提出了一种新的扩展卡尔曼滤波（EKF）框架来跟踪和预测车辆的运动参数。通过利用RSU的雷达功能，我们表明，通信波束跟踪开销可以大大减少。数值结果表明，所提出的雷达辅助的方法显着优于通信只基于反馈的技术在角度跟踪和下行链路通信。
2020-04-14 eess.SP
Cognitive-Driven Optimization of Sparse Array Transceiver for MIMO Radar Beamforming
认知多输入多输出（MIMO）雷达能够在复杂的动态环境中通过感知和学习自适应地调整系统参数。MIMO雷达的波束形成性能受波束形成权系数和收发机配置的影响。我们提出了一种认知驱动的MIMO阵列设计，其中波束形成权重和收发器配置都是自适应的，并在不同的环境条件下同时优化。感知-动作循环包括全虚拟阵列数据采集、协方差重构和天线选择联合设计收发阵列，通过迭代最小化加权混合L21范数提高二维组稀疏度，实现收发阵列的最优设计，并对收发天线间距施加约束以保证收发隔离度。仿真结果表明，该认知稀疏MIMO阵列在动态目标和干扰环境下具有良好的“感知-动作”能力，能够有效地增强波束形成和抗干扰能力。
2021-03-04 eess.SP
Learning to Select for MIMO Radar based on Hybrid Analog-Digital Beamforming
在本文中，我们提出了一个能量有效的雷达波束方向图设计框架的毫米波（毫米波）大规模多输入多输出（mMIMO）系统，配备了混合模拟数字（HAD）波束形成结构。为了降低mMIMO系统的功耗和硬件成本，我们采用机器学习方法来合成基于少量RF链和天线的探测波束图。通过利用softmax神经网络的组合，所提出的解决方案能够实现具有高精度的期望波束图。
2021-06-10 eess.SP
Reconfigurable Intelligent Surface Enabled Vehicular Communication: Joint User Scheduling and Passive Beamforming
鉴于其控制和操纵无线环境的能力，可重构智能表面（RIS），也称为智能反射表面（IRS），已经成为第六代（6G）蜂窝网络的关键使能技术。同时，车辆环境无线电传播受到诸如高层建筑物之类的引起传输失真的大量对象的负面影响。因此，这项工作致力于探索区域RIS技术与车辆通信的集成，同时考虑到这种通信环境的动态性。具体来说，我们提供了一个系统模型，路边单元（RSU）利用RIS提供间接的无线传输到断开连接的区域，称为暗区。暗区是RSU覆盖范围内的点，其中通信链路由于阻塞的存在而被阻塞。详细地说，利用离散RIS来提供RSU与通过非服务区的车辆之间的通信链路。因此，RSU资源调度和RIS无源波束成形或相移矩阵的联合问题被表述为以最小平均比特率最大化为目标的优化问题。该问题是一个混合整数非凸规划问题，难以求解，且没有考虑到车载网络中的不确定动态环境。因此，我们采用基于深度强化学习的替代方法来确定RSU无线调度和块坐标下降（BCD）来解决RIS的相移矩阵\textit{i.e.,}被动波束成形。定义了马尔可夫决策过程，讨论了求解方法的复杂性。我们的数值结果表明，我们提出的方法优于基线技术。
2021-01-28 eess.SP
Robust Integrated Sensing and Communication Beamforming for Dual-functional Radar and Communications: Method and Insights
本文提出了一种新的稳健波束形成设计方法，用于通感一体化（ISAC）背景下的双功能雷达和通信（DFRC）基站（BS）。该架构旨在用于具有不完善的信道状态信息（CSI）的情况。我们建议的方法演示了几个权衡联合雷达通信部署。由于设计的DFRC性质，波束形成器可以同时指向预期目标，同时优化通信服务质量。我们揭示了一些见解，关于封闭形式的表达式，以及所提出的波束形成器的最优性。最后，仿真结果验证了所提出的ISAC波束形成器的有效性。
2023-03-14 eess.SP
On Outage-based Beamforming Design for Dual-Functional Radar-Communication 6G Systems
本文研究和推导了双功能雷达通信（DFRC）多输入多输出系统中的波束形成设计。我们集中在一个场景，其中DFRC基站与下行链路通信用户进行通信，与不完善的信道状态信息知识，并执行目标检测，所有通过相同的发送信号。通过仔细的放松程序，我们到达一个合适的和新颖的优化问题，最大化的Bartlett意义上的雷达输出功率，概率中断信号干扰噪声比的约束下。理论分析证明了问题的放松版本给出的解决方案的最优性，以及在某些情况下的封闭形式的解决方案。最后，通过数值仿真证明了所提出的波束形成设计的性能和权衡。
2023-01-05 eess.SP
Sparse Array Transceiver Design for Enhanced Adaptive Beamforming in MIMO Radar
借助新兴的快速传感器切换技术，稀疏阵列设计可以通过减少昂贵的收发器链的数量来降低整体系统开销。在本文中，我们研究了有源稀疏阵列的设计，使最大的信号干扰加噪声比（MaxSINR）波束形成在MIMO雷达接收机。所提出的方法需要一种包围设计，即，联合选择最佳发射和接收传感器位置，以实现MaxSINR接收波束成形。具体来说，我们考虑一个共置的多输入多输出（MIMO）雷达平台与正交发射波形，并检查在发射和接收阵列的天线选择。最佳的有源稀疏阵列收发器的设计问题，制定了连续凸近似（SCA）的二维组稀疏促进正则化。几个例子来证明所提出的方法在利用给定的发射/接收阵列孔径和自由度，实现最大信干噪比波束成形的有效性。
2021-02-20 eess.SP
Manifold Optimization Methods for Hybrid beamforming in mmWave Dual-Function Radar-Communication System
作为一种低成本的替代方案，模拟和数字混合波束形成结构是一种很有前途的毫米波系统方案。针对毫米波双功能雷达通信（DFRC）系统，研究了部分连接和全连接两种混合波束形成结构，其中发射端与下行用户通信，同时检测雷达目标。在恒模和功率约束下，通过最小化雷达和通信性能的加权和来表达优化问题。针对这两个结果问题所导致的非凸性，提出了有效的黎曼优化算法.针对全连通结构，提出了一种基于交替方向乘子法（ADMM）的流形算法.而对于部分连通结构，提出了一种低复杂度的黎曼积流形信赖域（RPM-TR）算法来逼近近似最优解. 数值仿真表明了本文方法的有效性.
2022-09-04 eess.SP
Joint Active and Passive Beamforming for IRS-Assisted Radar
智能反射面（IRS）由于其控制信号传播的能力而被认为是未来无线通信的一种有前途的技术。研究了在杂波环境中部署多个红外辐射源对多个目标进行辅助监视的红外辅助雷达的主被动联合波束形成问题。具体而言，我们的目标是最大限度地提高最小目标照明功率在多个目标位置，通过联合优化的有源波束形成器在雷达发射机和被动相移矩阵在IRS，受杂波功率在每个杂波散射体的上限。由此产生的优化问题是非凸的，并与半定松弛（SDR）的顺序优化过程解决。仿真结果表明，IRS可以帮助创建有效的视线（LOS）路径，从而大大提高了雷达对目标阻塞的鲁棒性。
2021-08-09 eess.SP
Joint Beamforming Design for Dual-Functional MIMO Radar and Communication Systems Guaranteeing Physical Layer Security
双功能雷达和通信（DFRC）技术构成了一个有前途的下一代无线解决方案，由于其在功耗，物理硬件和频谱利用方面的好处。在本文中，我们提出了复杂的波束成形设计的多用户DFRC系统，另外考虑到物理层安全（PLS）。我们表明，适当设计的雷达波形也可以作为传统的人工噪声设想淹没窃听信道，并获得增加的设计自由度（DoF）。联合波束形成设计被制定为一个非凸优化问题，在雷达发射波束图，通信服务质量（QoS）和PLS水平的冲突的设计目标之间达成令人信服的权衡。然后，我们提出了一种基于半定松弛（SDR）的算法和一个降低复杂度的版本来解决非凸性，其中的全局最优解被发现。此外，一个鲁棒的波束形成方法也考虑到现实的不完美的信道状态信息（CSI）的知识。最后，仿真结果证实了我们的理论结果和所提出的方法的优越性。
2023-01-01 eess.SP
Joint Transmit Beamforming for Multiuser MIMO Communication and MIMO Radar
未来的无线通信系统期望探索雷达系统通常使用的频谱带，以便克服传统通信带的频谱拥塞。由于在许多应用中，雷达和通信共享同一平台，因此可以通过联合设计作为双功能雷达通信系统来促进频谱共享。针对多输入多输出（MIMO）雷达和多用户MIMO通信发射机共享频谱和天线阵列的情况，提出了一种联合发射波束形成模型。提出的双功能系统发射独立的雷达波形和通信符号的加权和，形成多个波束分别朝向雷达目标和通信接收机。加权系数的设计被配制成一个优化问题，其目标是MIMO雷达发射波束形成的性能，同时保证在每个通信用户的信号干扰噪声比（SINR）高于给定的阈值。尽管所提出的优化问题的非凸性，它可以放松到一个凸的，可以在多项式时间内解决，我们证明了松弛是紧的。然后，我们提出了一种降低复杂度的设计，基于迫零的用户间干扰和雷达干扰。与以前的作品，它专注于通信符号的传输，合成雷达发射波束方向图，我们的方法提供了更多的自由度MIMO雷达，从而能够获得改进的雷达性能，在我们的仿真研究中证明。此外，所提出的双功能方案接近仅雷达方案的雷达性能，即，在合理的通信质量约束下，无需频谱共享。
2020-02-02 eess.SP
Cramér-Rao Bound Analysis of Radars for Extended Vehicular Targets with Known and Unknown Shape
由于其较短的工作范围和较大的带宽，汽车雷达可以解决许多来自感兴趣的目标（主要是车辆）的反射。这就要求使用扩展目标模型来代替更简单和更广泛采用的点状目标模型。然而，尽管有一些初步的工作，雷达的准确性作为一个功能的目标车辆状态（范围，方向，形状）和雷达属性之间的基本联系仍然在很大程度上未知的扩展目标。在这项工作中，我们首先设计了一个数学上易于处理的分析模型的车辆具有任意形状，建模为一个扩展的目标参数化的中心位置，方向（航向）和周边轮廓。我们表明，推导出的后向散射信号的表达式是易于处理的，并正确地捕捉到延长车辆形状的影响。提供了位置、方向和轮廓的精确和近似混合Cramér-Rao界的分析推导，揭示了与点状目标情况的联系，并揭示了与接收能量、带宽和阵列大小的主要依赖关系。对已知和未知车辆形状两种不同的情况进行了理论研究。最后给出了有见地的仿真结果，以验证理论研究结果，包括多雷达感知扩展目标的多样性效应的分析。
2022-07-11 eess.SP
Movable Antenna Assisted Flexible Beamforming for Integrated Sensing and Communication in Vehicular Networks
本文提出两种算法，通过可移动天线辅助的灵活波束成形技术，提升车辆网络中集成感知与通信的性能。
2025-12-04 eess.SP
Joint Secure Communication and Radar Beamforming: A Secrecy-Estimation Rate-Based Design
本文研究了双功能雷达通信系统中的发射波束形成问题，其中一个DFRC发射机同时与一个通信用户通信，并检测具有相同波形的恶意目标。由于波形中嵌入了信息，因此信息有被目标截获的风险。为了解决这个问题，物理层安全技术被利用。分别以保密率和估计率作为通信和雷达的性能指标，提出了三种保密率最大化（SRM）问题，包括有噪声和无噪声的SRM，以及鲁棒SRM。对于SRM波束形成，我们证明了最佳波束形成器可以计算在封闭的形式。对于AN辅助的SRM，通过利用交替优化，针对波束形成器和AN协方差矩阵获得类似的封闭形式的解决方案。最后，在目标到达波达方向上基于矩的随机相位误差模型的前提下，考虑了目标的不理想CSI。仿真结果证明了所提出的设计的有效性和鲁棒性。
2022-11-23 eess.SP
Dynamic Hybrid Beamforming Design for Dual-Function Radar-Communication Systems
本文研究DFRC系统的动态混合波束成形，采用动态子阵列和双移相器架构，提出基于majorization-minimization的交替优化算法，在满足通信QoS、发射功率等约束下最大化雷达互信息。
2023-09-14 eess.SP
A Reconfigurable Subarray Architecture and Hybrid Beamforming for Millimeter-Wave Dual-Function-Radar-Communication Systems
本文提出一种用于毫米波DFRC系统的可重构子阵列架构，通过联合优化混合波束成形以最大化通信和速率并保证雷达感知性能，仿真显示其能效相比现有架构显著提升。
2024-04-24 eess.SP
Dual-Function Radar-Communication Beamforming with Outage Probability Metric
针对双功能雷达通信系统，提出基于中断概率度量的波束成形方法，分别优化雷达与通信性能，利用中心极限定理和半定松弛求解随机非凸问题。
2025-08-06 eess.SP
Joint Secure Transmit Beamforming Designs for Integrated Sensing and Communication Systems
通感一体化（Integrated Sensing and Communication，ISAC）技术是一种新兴的、有前途的技术，它允许单个雷达和通信系统共享相同的频谱带，以缓解频谱拥塞问题。在本文中，我们研究如何利用强雷达信号的固有干扰，以确保所考虑的多用户多输入单输出（MU-MISO）通信和多输入多输出（MIMO）雷达共存系统的物理层安全（PLS）。特别地，在已知窃听者的信道状态信息（CSI）的情况下，提出了通信系统和雷达系统的发射波束形成器的联合设计方法，以最小化多个合法用户的最大窃听信干噪比（SINR），同时保证合法传输的通信服务质量（QoS）、雷达检测性能的要求以及雷达和通信系统两者的发射功率约束。当窃听者的CSI不可用时，我们提出了一种联合人工噪声（AN）辅助发射波束形成设计方案，该方案利用剩余可用功率来生成AN，以破坏恶意接收，同时满足合法传输和雷达目标检测的要求。大量的仿真验证了所提出的联合波束成形设计的ISAC系统的安全传输和所开发的算法的有效性的优势。
2022-12-01 eess.SP
MIMO-SAR: A Hierarchical High-resolution Imaging Algorithm for mmWave FMCW Radar in Autonomous Driving
毫米波雷达正越来越多地集成到商用车中，以支持先进的驾驶辅助系统功能。当前车载雷达成像的一个关键缺点是由于天线尺寸和位置的形状因子限制而导致的方位分辨率差（对于侧视操作）。在本文中，我们提出了一种解决方案，通过一种新的多输入和多输出合成孔径雷达（MIMO-SAR）成像技术，适用于相干合成孔径雷达的原则，以提高侧视（角）分辨率的车载MIMO雷达。所提出的两阶段分层MIMO-SAR处理工作流程大大减少了计算量，同时保持图像分辨率。为了使合成孔径的相干处理，我们集成了一个雷达测距算法，估计自我雷达的轨迹。通过仿真和车载雷达平台的实测数据验证了MIMO-SAR算法的有效性。
2021-06-04 eess.SP
Learning-based Predictive Beamforming for Integrated Sensing and Communication in Vehicular Networks
研究了车辆到基础设施（V2 I）网络中的通感一体化（ISAC）问题。为了实现ISAC，一个有效的波束成形设计是必不可少的，然而，高度依赖于准确的信道跟踪的可用性，需要大量的训练开销和计算复杂度。受此启发，我们采用深度学习（DL）方法来隐式学习历史信道的特征，并直接预测下一个时隙将采用的波束成形矩阵，以最大化ISAC系统的平均可实现和速率。所提出的方法可以绕过显式信道跟踪过程的需要，并减少信令开销显着。为此，一般的和速率最大化问题与克拉美-罗下界（CRLB）为基础的传感约束，首先制定考虑ISAC系统考虑到多址接入干扰。然后，通过利用惩罚方法，一个通用的无监督DL的预测波束形成设计框架的开发，以解决制定的设计问题。作为所开发框架的实现，设计了基于历史信道的卷积长短期记忆（LSTM）网络（HCL-Net），用于基于ISAC的V2 I网络中的预测波束形成。具体而言，在所提出的HCL-Net中相继采用卷积和LSTM模块，以利用通信信道的空间和时间依赖性，进一步提高学习性能。仿真结果表明，该预测方法不仅保证了所需的感知性能，而且在获得理想的瞬时信道状态信息的情况下，获得了接近Genie辅助方案上界的和速率。
2022-04-26 eess.SP
Enhancing Physical Layer Security in Dual-Function Radar-Communication Systems with Hybrid Beamforming Architecture
本文针对混合波束成形双功能雷达通信系统，提出引入集成感知与安全符号的新型HBF架构，并通过交替优化联合设计收发波束成形器，在保证雷达性能的同时增强物理层安全。
2024-08-31 eess.SP
Roadside IRS-Aided Vehicular Communication: Efficient Channel Estimation and Low-Complexity Beamforming Design
智能反射面（IRS）是一种很有前途的控制无线传播环境的技术，可以有效地提高通信性能。然而，在高移动性的通信场景中，如车辆通信的快速时变的信道使得它具有挑战性，以获得瞬时的信道状态信息（CSI）有效的IRS与大量的反射元件。在本文中，我们提出了一种新的路边IRS辅助车载通信系统来应对这一挑战。具体而言，通过利用道路两侧的IRS的交错等间隔的对称部署和附近的IRS控制器之间的合作，我们提出了一种新的两阶段信道估计方案，离线和在线训练，分别获得所提出的低复杂度的被动波束形成方案所需的静态/时变CSI有效。所提出的IRS波束成形和在线信道估计设计利用无线网络中现有的上行链路导频，并且不需要对现有传输协议进行任何改变。此外，它们可以由每个IRS控制器独立地实现，而不需要来自用户的服务BS的任何实时反馈。仿真结果表明，所提出的设计方案能够有效地获得较高的IRS无源波束形成增益，从而显著提高高速车载通信系统的通信吞吐量。
2023-02-15 cs.IT eess.SP math.IT
A Joint Beamforming Design and Integrated CPM-LFM Signal for Dual-functional Radar-communication Systems
双功能雷达通信（DFRC）系统是一种很有吸引力的技术，它可以通过一个统一的硬件平台实时地支持无线通信和雷达。考虑到多波束的特点，基于所设计的双模的结构，提出了一种综合使用连续相位调制（CPM）和线性频率调制（LFM）信号的多波束预编码方案，同时支持多用户传输和目标检测。与通信速率的概念相似，本文定义了雷达速率，以统一DFRC系统。然后，将包括通信速率和雷达速率的最大和速率设置为目标函数。考虑到最优问题的非凸性，将最优问题分为两个子问题，一个是用户选择问题，另一个是联合波束形成和功率分配问题。针对前一个问题，提出了一种连续最大迭代（SMI）算法，该算法能够在总速率和复杂度之间取得较好的性能平衡;针对后一个优化问题，提出了最大最小拉格朗日乘子（MMLM）迭代算法。此外，我们推导了该系统的频谱特性，误比特率（BER）和模糊函数（AF）。仿真结果表明，我们提出的系统可以提供赞赏的和速率比经典的计划，验证了所提出的系统的效率。
2021-12-18 eess.SP
Movable Antenna Enhanced Covert Dual-Functional Radar-Communication: Joint Beamforming and Antenna Position Optimization
UESTC（电子科技大学）；Shandong University（山东大学）；NYU Tandon School of Engineering（纽约大学坦登工程学院）；Concordia University（康考迪亚大学）
研究移动天线增强的隐蔽双功能雷达通信系统，通过联合优化发射波束成形向量、接收滤波器和天线位置，在满足雷达信噪比和传输隐蔽性约束下最大化可达和速率，利用多种技术求解，提升了隐蔽和速率并平衡了通信与雷达性能。
2026-07-08 eess.SP
Intelligent Reflecting Surface Aided Vehicular Communications
我们调查使用的智能反射表面（IRS）在毫米波（mmWave）车载通信网络。智能反射表面由无源元件组成，可以反射具有可调相移的输入信号。通过适当调整相移，我们可以提高链路性能。这被称为相位优化或无源波束成形。我们考虑在上行链路中的速率最大化的问题，它利用IRS。然而，使用IRS在信道估计方面带来更多挑战。我们提出了两种方案，以减少与利用IRS相关联的信道估计开销。一种方法使用反射元件的分组，另一种方法基于设备的位置执行被动波束成形。数值结果表明，IRS可以带来显着的改善现有的通信。此外，得到一个实际的洞察车载通信辅助IRS，我们使用商业射线跟踪工具来评估性能。
2020-11-05 eess.SP
Beamforming and Filter Design for Bistatic ISAC under Known and Unknown Transmit Symbols
Center for Wireless Communications, University of Oulu（奥卢大学无线通信中心）
该研究针对多用户双基地ISAC系统，在发射符号已知和未知两种场景下，分别采用FP-SCA迭代设计与AO方法，联合优化波束成形和雷达接收滤波器，可在通信约束下提升雷达性能。
2026-08-18 eess.SP
A Deep-NN Beamforming Approach for Dual Function Radar-Communication THz UAV
提出一种基于双DNN的预测性波束成形框架，联合优化无人机发射波束成形与地面基站关联，在保证高感知精度的同时提升通信性能，并显著降低计算时间。
2024-05-27 eess.SP
Vehicular Behavior-Aware Beamforming Design for Integrated Sensing and Communication Systems
通信和传感是互联和自动驾驶车辆（CAV）的两个重要特征。在传统的车载设备中，通信和传感模块存在，但以隔离的方式存在，导致硬件资源和无线频谱的浪费。在本文中，以应付上述效率低下，我们提出了一种车辆行为感知的通感一体化（VBA-ISAC）波束成形设计的车载发射机与多个天线。在这项工作中，根据车辆行为来引导波束以辅助驾驶，同时在路边单元（RSU）的帮助下提供频谱高效的上行链路数据服务。具体来说，我们首先预测感兴趣的区域（AoI）的基础上感兴趣的车辆的轨迹。然后，我们制定了一个VBA-ISAC波束成形设计问题，以感测的AoI，同时最大限度地提高上行链路通信的频谱效率，其中的权衡因素被引入到平衡的通信和感测性能。提出了一种基于半定松弛的波束失配最小化（SDR-BMM）算法。为了降低硬件成本和功耗，我们进一步改进了所提出的VBA-ISAC波束形成设计，通过引入混合模拟数字（HAD）结构。数值结果验证了VBA-ISAC方案的有效性，并表明所提出的波束形成设计在频谱效率和雷达波束图优于基准。
2023-02-27 cs.CE cs.IT eess.SP
Energy Efficient Robust Beamforming for Vehicular ISAC with Imperfect Channel Estimation
本文针对车辆ISAC系统中信道估计不完善问题，提出基于分数规划、SDR和凸变换的鲁棒波束赋形方法以最大化系统能量效率，并证明最优解秩1，仿真验证其收敛性和抗信道误差能力。
2023-10-26 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Beamforming in mmWave Dual-Function Radar-Communication Systems: Models, Technologies, and Challenges
本文综述毫米波DFRC系统中的混合波束成形技术，梳理系统模型、接收模式、优化设计方法与初步结果，并指出结合可重构智能表面等未来方向。
2024-03-04 eess.SP
Beamforming Design for Integrated Sensing and Wireless Power Transfer Systems
这封信提出了集成传感和无线功率传输（ISWPT）的新概念，将雷达传感和无线功率传输功能集成到一个硬件平台中。ISWPT从集成操作中提供了几个好处，例如系统大小，硬件成本，功耗和频谱节省，这被设想为促进未来的6G无线网络。作为初步研究，我们的目标是通过优化发射波束成形向量来表征雷达感测和无线功率传输之间的基本权衡。我们首先提出一个半定松弛的方法来解决相应的优化问题的全局最优，然后提供一个低复杂度的次优解。最后，数值结果验证了我们提出的解决方案的有效性，也显示了雷达传感和无线功率传输之间的权衡。
2022-10-28 eess.SP
Radar-Only Long-Term Beam Prediction in mmWave Vehicular Networks: An Empirical Study of Doppler Input and Cross-Modal Distillation
Hanyang University（汉阳大学）；University of Oulu（奥卢大学）；Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI)（电子通信研究所）；University of Science and Technology (UST)（科学技术大学）
该研究针对毫米波车载网络，通过实证分析发现，在仅雷达的长期波束预测中，多普勒解析雷达内容可降低波束选择损失，而跨模态知识蒸馏未带来显著增益。
2026-10-19 eess.SP
Double-Phase-Shifter based Hybrid Beamforming for mmWave DFRC in the Presence of Extended Target and Clutters
在毫米波（mmWave）双功能雷达通信（DFRC）系统中，混合波束形成（HBF）被认为是利用有限数量的射频链的有前途的技术。针对扩展目标和杂波环境下的多输入多输出（MIMO）DFRC系统，提出了一种基于子阵连接结构的HBF设计方法。在该HBF中，嵌入了双移相器（DPS）结构，以进一步增加设计灵活性。我们推导出的通信频谱效率（SE）和雷达信号与干扰加噪声比（SINR）相对于发射HBF和雷达接收机，并制定HBF的设计问题作为SE最大化受到雷达SINR和功率约束。为了解决非凸问题，提出了联合混合波束形成和雷达接收机优化（THEREON），其中雷达接收机通过广义特征值分解进行优化，并使用乘法器的共识交替方向法（共识ADMM）以低复杂度以并行方式更新发射HBF。此外，我们提出的方法扩展到多用户多输入单输出（MU-MISO）的情况。数值模拟表明，该算法的有效性，并表明该解决方案提供了一个很好的折衷之间的移相器的数量和性能增益的DPS HBF。
2022-11-04 eess.SP
Scaling Wideband Massive MIMO Radar via Beamspace Dimension Reduction
本文提出基于波束空间降维的加窗MVDR波束成形架构，利用空间FFT将复杂度从O(N^3)降至O(NlogN)，在DARPA SOAP宽带雷达数据上实现与全维度基准相当的检测性能，同时大幅降低计算与训练开销。
2025-08-15 eess.SP
Joint Beamforming Design for Double Active RIS-assisted Radar-Communication Coexistence Systems
针对雷达-通信共存系统中无源RIS乘性衰落限制性能的问题，提出双主动RIS辅助系统，通过PDD与BCD联合优化波束成形与反射系数，在满足雷达约束下最大化通信速率，仿真验证其优于单主动和双无源方案。
2024-02-07 eess.SP
Predictive Beamforming for Integrated Sensing and Communication in Vehicular Networks: A Deep Learning Approach
综合感知和通信（ISAC）的实现高度依赖于利用准确的瞬时信道状态信息（ICSI）的有效波束成形设计。然而，ISAC中的信道跟踪需要大量的训练开销和过大的计算复杂性。为了解决这个问题，在本文中，我们专注于ISAC辅助的车辆网络，并利用深度学习方法来隐式地学习历史信道的特征，并直接预测下一个时隙的波束成形矩阵，以最大化系统的平均可实现的和速率，从而绕过显式信道跟踪的需要，以减少系统信令开销。为此，一般的和速率最大化问题与克拉美-罗下限为基础的传感约束，首先制定所考虑的ISAC系统。然后，基于历史信道的卷积长短期记忆网络被设计用于预测波束形成，该网络可以利用通信信道的空间和时间依赖性来进一步提高学习性能。仿真结果表明，该方法能够满足检测性能要求，且在ICSI条件下，其总速率接近Genie辅助方案的上界。
2022-02-08 cs.IT eess.SP math.IT
Space-Time Adaptive Processing for radars in Connected and Automated Vehicular Platoons
本文针对网联自动驾驶车辆多基地雷达中的空时自适应处理干扰问题，提出基于时分复用的发射机调度方法，将其建模为二次分配问题并用类幂法迭代与匈牙利算法求解，实验证明该方法能显著提升目标检测性能。
2024-01-17 cs.SY eess.SP eess.SY
Radar Imaging Based on IEEE 802.11ad Waveform
通信频段向毫米波（mmWave）频谱的扩展使得使用单个硬件实现联合雷达和通信系统变得容易。在本文中，我们提出了基于IEEE 802.11ad波形的车载设置的雷达成像。逆合成孔径雷达（ISAR）成像的必要参数估计的采样版本的往返延迟，多普勒频移，和车辆的速度。延迟估计使用嵌入在IEEE 802.11ad前导码上的Golay互补序列的相关性。该方法首先利用雷达回波信号进行最小二乘估计，得到多普勒频移，然后通过相位旋转校正多普勒频移的相位不确定性，得到多普勒频移的精确解。根据估计的多普勒频移和运动方程确定车辆速度。最后，ISAR图像形成与所获得的参数。仿真结果表明，从真实车辆环境的点散射体模型中获得可识别的ISAR图像是可能的。
2020-09-11 cs.IT eess.SP math.IT
Relative Entropy-Based Constant-Envelope Beamforming for Target Detection in Large-Scale MIMO Radar With Low-Resoultion ADCs
数模混合架构和低分辨率模数/数模转换器（ADC/DAC）是大规模毫米波（mmWave）系统的两种低成本实现方案。研究了大规模多输入多输出（MIMO）雷达系统的恒包络发射波束形成问题，其中发射阵列采用具有少量射频链的数模混合结构，接收阵列采用具有低分辨率ADC的全数字结构。我们推导出低分辨率ADC下与两个测试假设相关的概率密度函数之间的相对熵。我们制定我们的优化问题，最大化的相对熵，受到恒定的包络和正交约束。为了次优地解决由此产生的问题，一个两阶段的框架。在第一阶段，我们优化的目标和杂波方向的发射功率。在第二阶段，提出了一种基于优化最小化的迭代算法，根据获得的发射功率得到恒定包络波束形成器。具体来说，我们应用一个二次函数作为优化器，从而在每次迭代中得到一个低复杂度的解决方案。此外，为了进一步方便恒包络波束形成器的低成本实现，我们考虑了一比特波束形成器的设计问题，提出了一种基于Nesterov-like梯度法的高效迭代算法来求解该问题，并通过数值仿真验证了所提算法的有效性。
2023-03-06 eess.SP
Integrated Sensing and Communication Beamforming Design Based on Mutual Information
通感一体化（Integrated Sensing and Communication，ISAC）将雷达传感和通信统一起来，提高了频谱、能量和硬件的利用率。在本文中，我们研究了ISAC波束形成设计在下行链路系统与通信用户和一个点雷达目标被感知。雷达感知的设计准则是目标响应矩阵和回波信号之间的互信息，而单用户传输速率被用作通信的性能度量。两种情况下，没有和有干扰的通信用户进行了调查。分别给出了求解这两个问题的低复杂度封闭解和基于半定松弛法的解。数值结果表明，与基于CVX工具箱的SDR的结果相比，封闭形式的解决方案是紧在可行域。此外，我们表明，SDR方法获得了最佳的解决方案。
2022-11-08 eess.SP
Covert Beamforming Design for Integrated Radar Sensing and Communication Systems
我们提出了隐蔽波束形成的设计框架，综合雷达传感和通信（IRSC）系统，雷达可以隐蔽地与合法用户的探测波形的覆盖下，而不会被窃听者发现。具体地说，通过联合设计的目标检测波束形成器和通信波束形成器，我们的目标是最大化的雷达检测互信息（MI）（或通信速率）受到隐蔽约束，通信速率约束（或雷达检测MI约束），和总功率约束。对于理想窃听者的信道状态信息（CSI）的情况下，我们转化为一系列的凸子问题的隐蔽波束形成设计问题，利用半定松弛，可以通过二分法搜索方法来解决。考虑到迭代优化的高复杂度，我们进一步提出了一种基于迫零准则的单次迭代隐蔽波束形成器设计方案。对于不完美窃听者的CSI场景，我们开发了一种松弛和限制的方法来解决鲁棒隐蔽波束形成设计问题。仿真结果表明，所提出的隐蔽波束形成方案的有效性，完美和不完美的CSI场景。
2022-08-11 cs.IT eess.SP math.IT
Taming and Leveraging Interference in Mobile Radar Networks
移动雷达网络，如自动驾驶系统，面临着相互干扰的严峻挑战。尽管调频连续波（FMCW）雷达具有与生俱来的抗干扰能力，但对于密集雷达网，干扰管理是必要的。对抗雷达干扰的方法包括波形参数的定时分集、数据驱动的检测干扰和基于信号处理的干扰解耦。此外，还研究了雷达干扰对推断干扰源信息的影响。在车载网络中存在雷达干扰的情况下进行了仿真，验证了所提算法的性能。
2020-11-17 eess.SP
Hybrid Fusion for 802.11ax Wi-Fi-based Passive Radars Exploiting Beamforming Feedbacks
针对802.11ax被动雷达多目标定位，本文融合NDP得到的联合离开角/到达角与BFF推断的视距离开角，并在最大似然框架下推导最优融合规则。
2025-01-10 eess.SP
Green Beamforming Design for Integrated Sensing and Communication Systems: A Practical Approach Using Beam-Matching Error Metrics
本文提出一种基于波束匹配误差度量的ISAC系统绿色波束成形设计，通过SDR和IRM算法解决非凸优化问题，仿真验证了其有效性和雷达感知的卓越性能。
2023-10-21 eess.SP
Deep CLSTM for Predictive Beamforming in Integrated Sensing and Communication-enabled Vehicular Networks
预测波束形成设计是实现高移动性通感一体化（ISAC）的一项重要任务，它高度依赖于信道预测（CP）的准确性，即，预测用户的角度参数。然而，CP的性能高度依赖于估计的历史信道状态信息（CSI）的估计误差，导致大多数传统的CP方法的性能下降。为了进一步提高预测精度，本文重点研究了车辆网络中的ISAC，提出了一种卷积长短期（CLSTM）递归神经网络（CLRNet）来预测车辆的角度，用于预测波束形成的设计。在开发的CLRNet中，采用卷积神经网络（CNN）模块和LSTM模块来利用车辆估计历史角度的空间特征和时间依赖性，以促进角度预测。最后，数值结果表明，开发的CLRNet为基础的方法是鲁棒的估计误差，可以显着优于国家的最先进的基准，实现了优异的和速率性能的ISAC系统。
2022-09-26 cs.IT eess.SP math.IT
Digital Beamforming Enhanced Radar Odometry
Imperial College London（帝国理工学院）；Heriot-Watt University（赫瑞瓦特大学）；Tsinghua University（清华大学）
本文提出融合空间域波束形成并支持三维 DOA 估计的雷达信号处理流程，以替代传统 FFT 处理，在公开数据集上提升了结构精度与多系统雷达里程计精度。
2025-03-17 cs.RO eess.SP
Joint Beamforming and Association Design for MIMO Radar
雷达接收机的一个关键任务是数据关联，它将雷达目标检测分配给目标滤波器航迹。鉴于其重要性，本文介绍了联合设计多输入多输出（MIMO）雷达发射波束方向图的问题及相应的数据关联方案。我们表明，耦合的波束形成和关联子问题可以方便地参数化，我们称之为模糊图，它规定，如果两个目标是消除模糊的波束形成设计或数据关联方案。模糊度图的选择决定了两个子问题中的哪一个更困难，因此允许一个与另一个的性能进行交易，从而导致检测-关联权衡。本文展示了如何设计的波束方向图和关联方案，为一个给定的模糊度图。然后讨论了如何选择一个模糊图实现接近最佳的检测-关联权衡。
2018-09-10 cs.IT eess.SP 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
Transmit Beampattern Synthesis for Active RIS-Aided MIMO Radar via Waveform and Beamforming Optimization
针对传统集中式MIMO雷达受波形约束导致发射方向图性能下降的问题，提出联合优化波形与ARIS反射系数的方法，通过Dinkelbach变换、CADMM与CCCP交替求解最小化ISMR，显著降低旁瓣能量，提升雷达性能。
2024-10-07 eess.SP
Characterizing the Effects of Mixed Division Waveform Schemes in MIMO Radar
University of Birmingham（伯明翰大学）；University of Liverpool（利物浦大学）
本文研究MIMO雷达中混合分集波形方案对正交性和波束形成性能的影响，发现混合策略显著降低波形正交性，导致测向误差和旁瓣升高，且大量组合波形质量不佳。
2026-09-29 eess.SP
Joint Transmit Waveform and Passive Beamforming Design for RIS-Aided DFRC Systems
可重构智能表面（Reconfigurable intelligent surface，RIS）通过巧妙地营造良好的传播环境，能够有效地提高无线通信的容量和覆盖范围，是6 G网络中一项很有前途的技术。在本文中，我们调查的潜力，采用RIS在双功能雷达通信（DFRC）系统，以提高雷达传感和通信功能。特别是，我们考虑了一个RIS-assisted DFRC系统，其中多天线基站（BS）同时执行多输入多输出（MIMO）雷达传感和多用户多输入单输出（MU-MISO）通信使用相同的硬件平台。我们的目标是联合设计的双功能发射波形和RIS的无源波束形成，以最大限度地提高雷达输出信号与干扰加噪声比（SINR）实现空时自适应处理（STAP），同时满足通信服务质量（QoS）的要求下的三个指标之一，恒定模约束的发射波形，和单位模约束的RIS反射系数。针对复杂的非凸优化问题，提出了一种基于交替方向乘子法（ADMM）和优化最小化（MM）的高效算法框架。仿真结果验证了所提出的RIS-assisted DRFC方案的先进性和所提出的基于ADMM-MM的联合发射波形和无源波束形成设计算法的有效性。
2022-05-29 eess.SP
Radar Imaging Based on IEEE 802.11ad Waveform in V2I Communications
由于大多数车载雷达系统已经在利用毫米波（mmWave）频谱，因此通过将通信频率扩展到mmWave频带中来实现联合雷达和通信系统将变得更加可行。在本文中，IEEE 802.11ad波形为基础的雷达成像技术，提出了车辆设置。路边单元（RSU）将IEEE 802.11ad波形发送到车辆用于通信，同时RSU还监听所发送波形的回波以执行逆合成孔径雷达（ISAR）成像。为了获得车辆的高分辨率图像，RSU需要准确地估计往返延迟、多普勒频移和车辆速度。建议ISAR成像的第一个估计的往返延迟使用一个良好的相关性的Golay互补序列在IEEE 802.11ad前导。然后，使用最小二乘估计从回波信号中获得多普勒频移，并对其进行细化以补偿由相位旋转引起的相位缠绕。利用运动方程和估计的多普勒频移来确定车辆的速度。仿真结果表明，该方法能够从不同视点的真实车辆环境的点散射体模型中形成高分辨率的ISAR图像。所提出的ISAR成像技术可用于各种车辆应用，例如，交通状况分析或先进的碰撞预警系统。
2022-08-04 cs.IT eess.SP math.IT
