Adaptive Virtual Waveform Design for Millimeter-Wave Joint Communication-Radar
现在可以在毫米波（mmWave）波段实现具有全数字基带生成和处理的联合通信和雷达（JCR）波形。先前的工作已经提出了一种基于毫米波无线局域网（WLAN）的JCR，其利用用于雷达的WLAN前导码。然而，目标速度估计的性能是有限的。在本文中，我们提出了一个虚拟的自适应毫米波JCR波形设计。所提出的系统发送几个非均匀放置的伪随机数来构造多个接收虚拟伪随机数，以提高速度估计精度，在通信数据速率的成本只有一个小的减少。我们评估JCR性能权衡使用克拉美-罗界（CRB）度量雷达估计和一种新的失真最小均方误差（MMSE）度量数据通信。此外，我们开发了三种不同的MMSE为基础的优化问题的自适应JCR波形设计。仿真结果表明，一个最佳的虚拟（非均匀）波形实现了显着的性能改善相比，均匀的波形。针对雷达CRB约束优化问题，改进了最优雷达作用距离和最优通信失真MMSE（DMMSE）。对于具有高DMMSE约束的通信DMMSE约束优化，增强了最优雷达CRB。对于加权MMSE平均优化，虚拟波形相对于均匀波形的优势随着降低的通信加权而增加。通过与传统的基于虚拟前导码计数的优化算法进行比较，发现传统算法在目标数目较少和信噪比较高的情况下收敛于MMSE算法。
2019-04-11 cs.IT eess.SP math.IT
Online Meta-Learning for Scene-Diverse Waveform-Agile Radar Target Tracking
波形捷变雷达系统的一个基本问题是真实环境是未知的，并且对于特定跟踪实例表现良好的传输策略对于另一个可能是次优的。此外，每个目标航迹的时间窗口有限，雷达必须及时从一系列测量中学习有效的策略。本文研究了一种贝叶斯元学习模型的雷达波形选择，旨在学习归纳偏差，以快速优化跟踪性能在一类雷达场景。我们铸造的波形选择问题的框架中的顺序贝叶斯推理，并介绍了一个上下文的强盗最近提出的元汤普森采样算法的变体，它学习的归纳偏见的形式的先验分布。每个轨道被视为一个上下文强盗学习问题的实例，来自一个任务分布。我们表明，元学习过程的结果是一个明显更快的学习，导致显着减少丢失的轨道比传统的学习方法配备了一个无信息的先验。
2021-10-21 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-player Bandits for Distributed Cognitive Radar
随着雷达网络的新应用，如汽车控制或室内定位，预计对频谱共享和通用互操作性的需求将会增加。本文介绍了应用程序的波形选择的多玩家强盗算法的分布式认知雷达网络，必须与通信系统共存。具体来说，我们假设网络中的雷达节点没有专用的通信信道。正如我们稍后将讨论的那样，节点可以通过采取故意干扰其他节点的行为并观察由此产生的冲突来间接通信。雷达节点试图优化它们自己的频谱利用率，同时避免冲突，不仅彼此冲突，而且与通信系统冲突。假设通信系统静态地占用雷达网络可用的频带的某个子集。首先，我们研究模型，假设每个节点经历等效的信道条件，然后研究放松这一假设的模型。
2021-01-30 cs.IT math.IT
Dynamic Length FSK Waveforms for Joint Communications and Radar
本文提出基于FSK的动态子脉冲数联合通信与雷达波形设计，通过监测频谱平坦度动态形成雷达波形以保证延迟估计精度，并利用布朗运动过程估计子脉冲数分布，数值实验验证了其近似分布准确性与感知性能。
2025-09-15 cs.IT eess.SP math.IT
QPSK Waveform for MIMO Radar with Spectrum Sharing Constraints
多输入多输出（MIMO）雷达是雷达信号处理领域中一个相对较新的概念。通过考虑各种性能指标和约束，已经开发了许多新颖的MIMO雷达波形。在本文中，我们表明，有限字母恒定包络（FACE）正交脉冲移位键控（QPSK）波形可以被设计为实现一个给定的协方差矩阵，通过将约束非线性优化问题转化为无约束非线性优化问题。此外，我们设计的QPSK波形的方式，他们不造成干扰的蜂窝系统，通过转向零点朝向选定的基站（BS）。根据我们的算法，保证最小的退化，由于零空间投影（NSP）的雷达波形的雷达性能的BS选择。我们设计QPSK波形与频谱共享的限制，为一个固定和移动的雷达平台。我们表明，设计用于固定MIMO雷达的波形匹配所需的波束方向图密切，当BS天线的数量$N^{\text{BS}}$是相当少的雷达天线的数量$M$，由于准静态干扰信道。然而，对于运动雷达，由于快速变化的信道，设计波形与期望波形之间的差异比静止雷达大。
2014-08-14 cs.IT cs.NI math.IT
Joint radar and communications with multicarrier chirp-based waveform
我们考虑了一个多载波的啁啾为基础的联合雷达和通信（JRC）系统的波形，并推导出其时间离散的周期模糊函数（AF）。波形的优点在于它包括一组波形参数（例如，啁啾率），其与发射序列一起可以被选择以沿着延迟轴或多普勒轴将AF灵活地成形为图钉状或脊状。这些形状适用于不同的使用情况，例如，目标检测或时间和频率同步。结果表明，在大多普勒频率信道上，该算法的信号检测性能优于OFDM和DFT-s-OFDM。此外，它示出了如何发送序列可以被选择，以实现0 dB的峰均功率比（PAPR）的波形。
2022-09-02 cs.IT eess.SP math.IT
Group-Theoretic Wideband Radar Waveform Design
我们研究仿射群理论的背景下，设计雷达波形，服从所需的宽带模糊函数（WAF）。WAF是通过将信号与其时间扩张、多普勒频移和延迟副本相关来获得的。我们认为WAF定义为群$a\cdot x + b$的酉表示的系数函数。这实质上是一个应用于雷达波形设计的代数问题。关于这个主题的先前工作主要分析窄带模糊函数。在这里，我们表明，当感兴趣的基础宽带信号是脉冲或脉冲训练，可以建立一个紧密的框架来设计该波形。具体地说，我们通过最小化框架的边界常数的比率来设计雷达信号，以便在WAF中获得较低的旁瓣。这种最小化通过基于差集构建码本来执行，以实现Welch界。我们表明，这样得到的紧框架连接的小波变换，定义的WAF。
2022-07-03 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Design of Transmit Waveforms and Receive Filters for MIMO Radar via Manifold Optimization
发射波形和接收滤波器的联合设计问题是多输入多输出（MIMO）雷达系统的许多应用场景中所期望的。在本文中，联合设计问题下的信号与干扰加噪声比（SINR）的性能指标，在这种情况下，该问题被制定为最大化的SINR在接收端受到一些实际的发射波形约束。基于流形优化方法，提出了一种求解非凸约束优化问题的数值算法。流形优化方法在许多工程应用中已被证明是强大而灵活的。该算法能够在统一的框架下有效地解决不同波形约束下的信干噪比最大化问题。数值实验表明，该算法优于现有的基准在计算效率和实现可比的信干噪比性能。
2021-02-10 cs.IT eess.SP math.IT
Low PMEPR OFDM radar waveform design using the iterative least squares algorithm
本文研究了雷达应用中的正交频分复用（OFDM）信号的波形设计，旨在减小OFDM信号的包络波动。提出了一种降低峰均包络功率比（PMEPR）的新方法。所提出的方法是基于音调预留的方法，其中一些比特或OFDM的子载波分配用于降低PMEPR。我们引入包络变异系数（CVE）作为波形优化的代价函数，并提出了一种迭代最小二乘算法。最小化CVE导致明显的PMEPR减少，并且通过应用迭代算法来保证代价函数单调减小。仿真结果表明，所提出的方法的包络显着平滑。
2015-06-19 cs.IT eess.SP math.IT
On Clutter Ranks of Frequency Diverse Radar Waveforms
频率分集（FD）雷达波形是雷达研究和应用中的一个热点。本文结合频率分集阵列（FDA）和步进频率（SF）脉冲序列（训练）两种典型的FD波形，提出了一种通用的FD波形模型--随机频率分集多输入多输出（RFD-MIMO）。通过调整参数，新模型可以应用于特定的FD波形。此外，通过研究杂波协方差矩阵的特性，提出了一种估计RFD-MIMO雷达杂波秩的方法，该方法可作为FD波形杂波抑制潜力的定量度量。数值仿真结果表明了该杂波秩估计方法的有效性，并为比较不同FD波形的杂波抑制性能提供了有益的结果。
2016-03-27 cs.IT math.IT stat.AP
Joint Waveform and Passive Beamformer Design in Multi-IRS-Aided Radar
智能反射面（IRS）技术近年来在非视距雷达遥感中引起了极大的兴趣。现有的工作主要集中在设计单IRS波束形成器，这个问题。在文献中，本文首次考虑了多个IRS辅助的多输入多输出（MIMO）雷达，并联合设计了发射单模波形和最佳IRS波束形成器。为此，我们推导出Cramer-Rao下界（CRLB）的目标到达方向（DoA）作为性能指标。从硬件角度来看，单模传输序列是首选波形。我们表明，通过适当的变换，联合设计问题可以重新表述为两个么模二次规划（UQP）。为了处理这两个UQP的NP难性质，我们提出了多模波形和波束形成设计的多IRS雷达（UBeR）算法，利用低成本的功率方法的迭代。数值实验表明，从我们的UBeR算法得到的MIMO波形和相移是有效的，以改善CRLB的DoA估计。
2023-03-12 cs.IT eess.SP math.IT
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
Overlapped-MIMO Radar Waveform Design for Coexistence With Communication Systems
本文探讨了一种重叠多输入多输出（MIMO）天线结构和频谱共享算法，通过零空间投影（NSP）的雷达通信共存。在重叠MIMO架构中，并置MIMO雷达的发射阵列被划分为允许重叠的多个子阵列。这些子阵列中的每个天线元件具有彼此正交并且与其它子阵列的元件正交的信号。该结构不仅提高了旁瓣抑制能力，降低了对通信系统的干扰，而且在不牺牲主要性能的前提下，充分发挥了MIMO雷达的优点。然后，以雷达为中心的频谱共享算法将雷达信号投影到通信系统的干扰信道的零空间上，这有助于避免来自雷达的干扰。数值结果表明，所提出的波形设计算法的整体波束方向图和旁瓣电平的雷达波形的性能，最后显示了与现有的并置MIMO雷达架构的比较所提出的系统。
2015-02-13 cs.IT 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
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
Target Detection Performance of Spectrum Sharing MIMO Radars
未来的无线通信系统被设想为与诸如雷达的其他服务共享射频（RF）频谱，以便满足不断增长的频谱需求。在本文中，我们考虑蜂窝系统和雷达之间的共信道频谱共享。我们解决的问题，目标检测的雷达是受其波形的方式，它不会造成干扰蜂窝系统。我们考虑多输入多输出（MIMO）雷达和MIMO蜂窝通信系统与$\mc K$基站（BS）。我们提出了一种频谱共享算法，该算法通过将雷达波形投影到干扰信道的零空间上，来引导雷达零值，朝向“选定”BS，从而保护其免受雷达干扰。在$\mc K$ BS中，基于保证最小波形劣化来选择该BS。我们研究了这种零空间投影（NSP）波形的目标检测能力，并将其与正交波形进行了比较。我们推导出广义似然比测试（GLRT）的目标检测和NSP和正交波形的检测器统计。理论分析和蒙特卡罗仿真研究了非相干信号和正交信号的目标检测性能。
2014-08-14 cs.IT math.IT
WaveMax: Radar Waveform Design via Convex Maximization of FrFT Phase Retrieval
本文提出WaveMax方法，利用分数阶傅里叶变换将雷达波形恢复转化为凸优化问题，通过低秩最小化求解，实现从模糊函数幅度中高效重建信号。
2025-10-08 cs.IT eess.SP math.IT
Multi-Carrier Agile Phased Array Radar
现代雷达系统期望在拥挤的环境中可靠地运行。满足这些需求的候选技术是频率捷变雷达（FAR），其随机地改变其载波频率。FAR被认为可以提高电子对抗（ECCM）性能，同时促进拥挤设置中的操作。为了提高复杂电磁环境下远距离雷达的目标恢复性能，提出了两种将远距离雷达扩展到多载波波形的雷达方案。第一种是宽带多载波捷变雷达（WMAR），它用每个天线同时发射/接收宽带波形。为了减轻WMAR使用的宽带波形对硬件的要求，我们提出了多载波相控阵雷达（CAESAR）。CAESAR使用窄带单调波形，从而便于系统的实现，同时引入{ \em空间灵活性}。我们所提出的方案的发射和接收信号的特点，并开发一种算法来恢复目标，从压缩感知的概念的基础上估计的距离-多普勒参数的目标。然后，我们得到的条件，保证其准确的重建。我们的数值研究表明，这两个多载波方案提高性能相比，FAR，同时保持其实际利益。我们还表明，CAESAR的性能，它使用单调的波形，是在一个小的差距从宽带雷达。
2020-02-23 cs.IT eess.SP math.IT
On the Value of Online Learning for Radar Waveform Selection
本文研究在线学习在雷达波形选择中的价值，通过动态频谱接入和多目标跟踪场景，发现熵率预测在线学习优势，对角性预测固定规则优势，并利用随机占优关系指导设计。
2023-09-06 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
Adaptive and Fast Combined Waveform-Beamforming Design for mmWave Automotive Joint Communication-Radar
针对现有毫米波车载联合通信-雷达系统角视场有限、雷达估计精度低的问题，提出基于循环移位波束成形器与二维部分傅里叶压缩感知的自适应快速联合设计，可在通信性能小幅下降的代价下实现宽视场高精度雷达信道估计。
2020-09-06 cs.IT eess.SP math.IT
Relative Entropy-Based Waveform Optimization for Rician Target Detection with Dual-Function Radar Communication Systems
本文研究双功能雷达通信系统的波形设计，以相对熵为指标优化Rician目标检测性能，提出两种基于ADMM的算法解决非凸问题，并验证了其优越性及在峰均功率比约束波形合成中的扩展应用。
2023-04-05 cs.IT eess.SP math.IT
On the Effect of Pulse Shaping Filters in Zak-OTFS Waveform for Radar Sensing
Indian Institute of Science, Bangalore（印度科学研究所班加罗尔分校）
本文研究Zak-OTFS雷达波形中不同脉冲成形滤波器（sinc、高斯-辛格滤波器）对自模糊函数的影响，发现sinc和GS滤波器主瓣更窄，在多目标密集场景下分辨率更高，而高斯滤波器旁瓣更低，在稀疏场景下性能更好；当采用干扰抑制接收机时，sinc和GS滤波器在两种场景下均优于高斯滤波器。
2026-05-28 cs.IT eess.SP math.IT
IRCI Free Colocated MIMO Radar Based on Sufficient Cyclic Prefix OFDM Waveforms
本文提出了一种基于循环前缀（CP）的MIMO雷达距离重构方法及其相应的MIMO OFDM波形设计。我们提出的MIMO-OFDM波形设计在距离重构后实现了最大信噪比（SNR）增益，并且其在离散时域中的峰均功率比（PAPR）也是最优的，即，0 dB，当Zadoff-Chu序列在离散频域中用作子载波的加权系数时。我们还调查了性能时，有发送和接收数字波束形成（DBF）指向错误。结果表明，我们提出的基于CP的MIMO-OFDM距离重建是距离小区间干扰（IRCI）免费的，无论是否有发送和接收DBF指向错误或没有。仿真结果验证了该理论，并与传统的OFDM和LFM共址MIMO雷达进行了比较。
2014-06-05 cs.IT 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
Towards Dual-functional Radar-Communication Systems: Optimal Waveform Design
本文针对双功能MIMO雷达-通信系统，提出了多种最小化下行多用户干扰的波形设计方案，包括闭式最优波束方向图设计、加权权衡优化及恒模波形分支定界算法，计算复杂度低且经数值验证有效。
2017-11-14 cs.IT math.IT
Bayes Information-theoretic Radar Waveform Design and Delay-Doppler Resolution for Extended Targets
在本文中，我们考虑的问题，信息理论的波形设计的主动传感系统，如雷达扩展目标。相反，流行的配方的问题，在估计理论的背景下，我们更感兴趣的贝叶斯决策理论的方法，在环境中存在的目标属于两个或更多的类，其先验是已知的。通过最大化接收信号和目标冲激响应之间的互信息（MI）来设计基于最优信息论的发射波形，从而产生新颖的迭代设计方程。我们还推导出信号噪声比（SNR）最大化的波形。为了证明这种设计方法的优点，给出了信息论波形的延迟-多普勒模糊函数，并与具有类似时间带宽积的巴克码进行了比较。研究发现，信息论波形的模糊函数具有非常尖锐的主瓣，特别是良好的时间自相关特性。
2014-02-21 cs.IT math.IT
Recovery guarantees for multifrequency chirp waveforms in compressed radar sensing
雷达成像系统发射调制的宽带波形以实现高距离分辨率，从而在接收机处产生与发射波形的带宽成比例的高采样率。模拟处理技术可以用于接收，以将测量的数量减少到N，即潜在延迟仓的数量。如果由雷达询问的场景被假设为稀疏的K点目标组成，从压缩感知的结果表明，测量的数量可以进一步减少到与K logN的规模，用于从具有加性噪声的测量中稳定地恢复稀疏场景。虽然非结构化的随机投影仪保证稀疏约束下的成功恢复，他们不能在雷达硬件中实现的实践。最近，结构化的随机Toeplitz和循环矩阵，从使用随机波形的时间延迟估计设置已被证明产生恢复保证类似于非结构化的传感矩阵。然而，相应的发射机和接收机结构具有高复杂度和大存储要求。在本文中，我们提出了一种替代的低复杂度压缩宽带雷达传感器，它结合了多频调信号啁啾波形的发射与接收器，利用模拟混频器其次是一个统一的子奈奎斯特采样阶段。我们得到的结构化测量矩阵和音调的数量的充分条件的恢复保证。我们设计的唯一随机组件是稀疏音调频谱，可有效地在硬件中实现。我们的分析和实验结果表明，我们的计划的性能与非结构化的随机传感矩阵和结构化的Toeplitz和循环矩阵的随机元素。
2015-10-07 cs.IT math.IT
Designing Interference-Immune Doppler-TolerantWaveforms for Automotive Radar Applications
对于不同的雷达应用，在干扰存在的情况下，使用FMCW波形的动态目标检测是具有挑战性的。SNR的退化是不可修复的，并且干扰难以在时域和频域中减轻。在本文中，一个波形设计问题是使用优化最小化（MM）框架，考虑PSL/ISL成本函数，导致在一个代码序列与多普勒容忍特性的FMCW波形和干扰免疫特性的定制PMCW波形（唯一的相位码+最小ISL/PSL）。最优设计序列在其子序列之间具有Q次多项式相位行为，并获得保证收敛的最优ISL和PSL解。通过调整多项式相位行为的次数Q、子序列长度M和子序列总数L等优化参数，优化后的序列在一端具有与FMCW波形相同的多普勒容限，在另一端具有与PMCW波形中的随机相位序列相似的小互相关值。如果在严重干扰的情况下需要，则可以在运行时生成与干扰器具有低互相关的新代码。性能分析表明，所提出的方法优于国家的最先进的同行。
2022-04-05 cs.IT eess.SP math.IT
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
RaSSteR: Random Sparse Step-Frequency Radar
提出了一种基于步进频率波形（SFW）处理的高距离分辨像（HRRP）合成方法。传统的SFW雷达在可用频谱上线性扫描，以从其瞬时带宽获得高分辨率。然而，他们遭受强烈的距离-多普勒耦合和共存的频谱干扰。先前的工作仅能够减轻这些缺点中的一个。我们提出了一种新的\textit{ra}随机\textit{s}解析\textit{ste} p-频率\textit{r}雷达（RaSSteR）波形，消耗较少的频谱资源，而不会损失的距离分辨率和估计高分辨率的距离和多普勒利用稀疏恢复技术。在存在干扰的情况下，通过将可用的发射功率仅集中在少数发射频带中，使得利用新波形的操作是认知的。我们的理论分析表明，即使在可用带宽中使用更少的载波，RaSSteR也具有与标准随机步进频率（RSF）波形相同的恢复保证。数值实验表明，性能增强与RaSSteR国家的最先进的，如SFW，RSF，传统的基于脉冲压缩的脉冲多普勒雷达，和亚奈奎斯特雷达。此外，在强干扰存在下，RaSSteR的目标命中率比常规RSF高30%。
2020-04-12 cs.IT eess.SP math.IT
Combined Radar and Communications with Phase-Modulated Frequency Permutations
本文研究雷达与通信一体化问题，证明MPSK调制对雷达局部精度影响可忽略，并提出基于Lehmer码和匈牙利算法的相位调制频率排列新信令方案，同时从通信和感知两个角度给出了理论性能分析。
2022-05-23 cs.IT eess.SP math.IT
Can FSK Be Optimised for Integrated Sensing and Communications?
本文研究了基于FSK波形的联合通信与雷达系统，通过优化子脉冲初始相位有效降低了模糊函数峰值旁瓣电平，且不影响数据速率和接收机复杂度。
2024-05-02 cs.IT eess.SP math.IT
Robust Design of Transmit Waveform and Receive Filter For Colocated MIMO Radar
本文针对共置MIMO雷达在信号相关干扰下的角度不确定性，提出基于秩一松弛和半定规划的循环优化算法，联合设计发射波形与接收滤波器以最大化最坏情况输出SINR。
2015-06-05 cs.IT math.IT
The Incidence and Cross Methods for Efficient Radar Detection
雷达系统的设计目的是探测我们周围目标的位置和速度。雷达发射波形，该波形从目标反射回来，并且接收回波波形。在常用的模型中，回波是发射波形的几个延迟多普勒频移的叠加和噪声分量的总和。延迟和多普勒参数分别对目标和雷达之间的距离和相对速度进行编码。使用标准的数字到模拟和采样技术，延迟多普勒参数的估计任务，其中包括波形，减少到有限长度N的复杂序列的问题。在这些笔记中，我们介绍了雷达检测的入射和交叉方法。它们的优点之一是对非均匀雷达场景的鲁棒性，即，用于感测大物体附近的小目标。对于r个目标，关联法和交叉法的运算复杂度分别为O（NlogN + r^3）和O（NlogN + r^2）。在噪声环境下，这些是最快的雷达检测技术。这两种方法都采用线性调频脉冲序列，这是常用的雷达系统，因此是有吸引力的现实世界的应用。
2013-09-15 cs.IT math.IT
Impact of Radar and Communication Coexistence on Radar's Detectable Target Parameters
在本文中，我们提出了我们的多输入多输出（MIMO）雷达和长期演进（LTE）蜂窝系统与多个基站（BS）之间的频谱共享算法。通过将正交波形投影到干扰信道矩阵的零空间上，分析了MIMO雷达对到达角、传播延迟和多普勒角频率的检测性能。比较分析了原始雷达波形和零投影雷达波形情况下雷达的可探测目标参数。我们提出的频谱共享算法通过选择不会由于雷达信号而对第i个LTE基站造成干扰的最佳干扰信道来使雷达性能损失最小。我们通过我们的分析和仿真结果表明，当我们提出的频谱共享算法被用来选择最好的通道上的雷达信号被投影在雷达性能检测的目标参数的损失是最小的。
2014-08-28 cs.IT cs.NI math.IT
Discrete Radar based on Modulo Arithmetic
本文提出基于离散 Heisenberg-Weyl 群与辛变换的 Zak-OTFS 雷达波形设计框架，将处理复杂度由 O(B²T²) 降至 O(BT log T)，并支持低峰均功率比波形库。
2025-09-26 cs.IT eess.SP math.IT
Fundamental Limits on Detection With a Dual-function Radar Communication System
研究了双功能多输入多输出雷达通信系统目标检测性能的基本限制。通过假设点状目标和通信接收机的存在，最大检测概率和实现最佳性能的发射波形的封闭形式的表达式推导。结果表明，对于所考虑的情况下，双功能系统应发送相干波形，以实现最佳的检测性能。此外，目标和通信接收器之间的角度间隔对可实现的检测性能具有很大影响。
2022-04-09 cs.IT eess.SP math.IT
Complementary Waveform Coordination for Doppler-Resilient MIMO Radar
Colorado State University（科罗拉多州立大学）；Nvidia（英伟达）；DSTG, Australia（澳大利亚国防科学技术局）；Melbourne University, Australia（墨尔本大学）
本文提出线性代数框架协调D进制发射调度与接收权重，实现参数幺正MIMO雷达多普勒置零，通过模态分解和子空间投影优化信噪比，数值验证四波形配置的全程多普勒抑制。
2026-09-29 cs.IT math.IT
Constrained Online Learning to Mitigate Distortion Effects in Pulse-Agile Cognitive Radar
脉冲捷变雷达系统在动态电磁场景中表现出良好的性能。然而，当使用脉冲多普勒处理时，在雷达的相干处理间隔内使用不相同的波形可能导致有害的失真效应。本文提出了一种在线学习框架，以优化检测性能，同时减轻有害的旁瓣电平。雷达波形的选择过程被制定为一个线性的上下文强盗问题，其中超过预期失真的可容忍水平的波形自适应被消除。约束在线学习方法是有效的，计算上可行的，证明了在雷达通信共存的情况下，在故意自适应干扰的存在下的模拟。该方法被应用到随机和对抗性的上下文强盗学习模型和动态场景中的检测性能进行评估。
2021-02-26 cs.IT math.IT
Target Localization using Bistatic and Multistatic Radar with 5G NR Waveform
联合通信和传感允许利用公共频谱资源进行通信和定位，从而降低部署成本。通过使用第五代（5G）新无线电（NR）（即，用于5G的第三代合作伙伴计划无线电接入网络）参考信号，该参考信号通常用于通信，本文示出了在毫米波频率下亚米精度定位是可能的。我们推导出精度的双基地雷达配置，一个理论度量，其特征在于如何作为双基地的几何和测量误差的函数的目标位置估计误差变化的几何稀释。我们开发了一个符合5G NR标准的软件测试平台，以表征使用5G NR波形估计到达时间差和到达角时的测量误差。进一步利用测试台来演示在几个室内和室外的双基地和多基地配置的目标定位和速度估计的准确性，并显示平均而言，双基地配置可以实现在25米的双基地范围内的定位精度为10.0厘米，这可以通过部署多基地雷达配置进一步提高。
2021-03-05 cs.IT math.IT
Joint Waveform Design for MIMO-OFDM DFRC Systems
针对频率选择性多径环境，提出基于MIMO-OFDM的DFRC波形设计方案，分别以CRB、ISI和可达速率为指标，构建优化问题，并设计WF-SQP算法求解，仿真验证可达速率最大化方案优于ISI最小化方案。
2025-09-09 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
Multi-dimensional dual-blind deconvolution approach toward joint radar-communications
我们考虑一个联合多天线雷达通信系统中的共存的情况。与传统的应用相反，其中至少雷达波形和通信信道是已知的或估计的\textit{a priori}，我们调查的情况下，当两个系统的信道和发射信号是未知的。在雷达应用中，这个问题出现在发射信号未知的多基地或无源系统中。类似地，高度动态的车辆或移动通信可能使无线信道的先前估计无用。特别地，从多个目标反射的雷达信号与多载波通信信号重叠。为了提取未知的连续值的目标参数（距离，多普勒速度和到达方向）和通信消息，我们制定了一个稀疏的双盲反卷积问题，并解决它使用原子范数最小化。数值实验验证了我们提出的方法，并表明精确估计的连续值的信道参数，雷达波形，和通信消息是可能的缩放模糊度。
2022-06-10 cs.IT eess.SP math.IT
Integrated Sensing and Communication with MOCZ Waveform
本文提出将MOCZ波形用于集成感知与通信，利用BMOCZ的最优自相关特性设计无导频的新帧结构，并结合混合数字-模拟波束成形架构，在显著提升通信数据速率的同时实现与现有先进系统相当的感知性能。
2023-07-04 cs.IT eess.SP math.IT
On The Impact of Time-Varying Interference-Channel on the Spatial Approach of Spectrum Sharing between S-band Radar and Communication System
频谱共享是解决射频频谱拥塞问题的一种新方法。提出了一种在雷达和通信系统之间实现频谱共享的空间方法，该方法通过将雷达波形投影到雷达和通信系统之间的干扰信道的零空间上来减轻雷达对通信的干扰[1]。在这项工作中，我们将这种方法扩展到海上MIMO雷达，该雷达由于船舶的振荡运动而经历时变干扰信道，因为海/海浪的破碎。我们用矩阵微扰理论和破碎波的统计分布来模拟这种变化。然后，该模型被用来研究扰动干扰信道的频谱共享的空间方法的影响。我们使用最大似然（ML）估计的目标的到达角来研究雷达的性能时，其波形被投射到零空间的扰动干扰信道。通过我们的分析和仿真结果，我们研究了雷达的性能损失，由于其波形的零空间投影（NSP）上的扰动干扰信道。
2014-08-27 cs.IT math.IT
Performance of time delay estimation in a cognitive radar
认知雷达响应于雷达和目标环境的变化来调整发射波形。在这项工作中，我们分析了最近提出的子奈奎斯特认知雷达，其中在多频带的认知波形的总发射功率保持不变，其全频带的常规对应。对于这样的系统，我们推导出一个单一的目标时间延迟估计的均方误差（MSE）的下限。我们制定了一个程序来选择最佳的频段，并建议在不同的频段，以提高延迟估计的准确性的总功率的分布。特别是，使用Cramér-Rao界，我们表明，在认知雷达等宽子带总是有更好的延迟估计比传统的雷达。使用Ziv-Zakai界限的进一步分析表明，认知雷达在低信噪比（SNR）区域表现良好。
2017-01-14 cs.IT math.IT
Online Bayesian Meta-Learning for Cognitive Tracking Radar
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；US Army Research Laboratory（美国陆军研究实验室）
认知雷达的一个关键组成部分是泛化能力，或在一系列感知环境中实现一致的性能，因为物理场景的各个方面可能会随时间而变化。这对基于学习的波形选择方法提出了挑战，因为在一个场景中有效的传输策略在另一个场景中可能是非常次优的。我们解决这个问题的战略偏见的学习算法，通过利用高层次的结构跟踪实例，称为元学习。在这项工作中，我们开发了一种在线元学习方法，用于波形敏捷跟踪。该方法使用从先前目标跟踪中获得的信息来加速和增强新跟踪实例中的学习。这导致在样本有效的学习，通过利用固有的相似性，在跟踪场景中，由于共同的物理元素，如目标类型或杂波统计的一类有限状态目标通道。我们制定的贝叶斯学习的框架内的在线波形选择问题，并提供先验依赖的性能界限的元学习问题，使用概率近似正确（PAC）贝叶斯理论。我们提出了一个计算上可行的元后验采样算法，并研究了在不同场景的仿真研究中的性能。最后，我们研究了与波形敏捷跟踪的在线元学习相关的潜在性能优势和实际挑战。
2023-02-07 cs.IT cs.LG cs.SY
Rate-Splitting Multiple Access for Dual-Functional Radar-Communication Satellite Systems
在本文中，我们考虑了一个多天线双功能雷达通信（DFRC）卫星系统，其中卫星具有双重能力，同时与下行链路卫星用户（SU）和探测探测信号的移动目标进行通信。为了设计一个合适的DFRC波形，我们研究了速率分裂多址（RSMA）辅助DFRC波束形成，并采用克拉美-罗界（CRB）作为雷达性能指标，这代表了一个下界的方差无偏估计。波束成形被优化以最小化受制于SU的服务质量（QoS）约束和每馈送发射功率预算的CRB。利用所设计的DFRC波形，实现了双基地卫星通信和地面/海面目标探测的同时进行。仿真结果表明，在多波束卫星系统中，RSMA辅助的DFRC波束形成在通信-感知权衡和目标估计性能方面优于传统的空分多址（SDMA）策略。
2022-03-26 cs.IT eess.SP math.IT
Quasi-Orthogonal Z-Complementary Pairs and Their Applications in Fully Polarimetric Radar Systems
本文的一个目的是提出一类新的序列偶，称为“准正交Z互补序列偶（QOZCPs）"，每个序列偶的非周期自相关和具有Z互补性质，并且当考虑非周期互相关时，它们也具有零相关区。提出了一种基于优化最小化下的逐次分布算法（SDAMM）的QOZCP构造方法。本文的另一个目的是将所提出的QOZCP应用于全极化雷达系统，并分析相应的模糊函数。事实证明，QOZCP波形比已知的Golay互补波形更具多普勒弹性。
2020-05-02 cs.IT math.IT
Radar Information Theory for Joint Communication and Parameter Estimation with Passive Targets
在本文中，我们推导出的信息理论性能界的通信数据率和参数估计误差，联合雷达和通信（JRC）系统。我们假设目标是半被动的，即它们使用有源组件接收信号，使用无源组件传递自己的信息。具体来说，我们让目标控制他们的无源反射器，以便通过基于反射的波束成形或后向散射将他们自己的信息传输回雷达。我们推导出的Cramer-Rao下界（CRBs）的均方误差估计的目标参数。目标模糊度函数（TAF）的概念在推导CRB中自然出现。使用这些TAF作为成本函数，我们提出了一种基于变分法的波形优化技术。此外，我们得出的数据率的下限，在前向和反向信道上的通信，在雷达和联合雷达和通信的情况下。通过数值例子，我们证明了这个框架的实用程序的发送波形设计，码本的建设，并建立相应的数据率的界限。
2021-07-07 cs.IT eess.SP math.IT
MIMO Beampattern and Waveform Design with Low Resolution DACs
与基于模拟实现的传统雷达系统相比，MIMO雷达中的数字波束形成和波形生成技术在灵活性和性能方面具有巨大优势。为了实现这种具有高效硬件复杂性的全数字设计，我们考虑使用低分辨率数模转换器（DAC），同时每个天线保持单独的射频链。基于广义近似消息传递（GAMP）算法求解了波束图和频谱成形问题的残差平方和（SSR）公式。数值结果表明，即使每个天线只有2位分辨率，在频谱整形以及不同探测波形的互相关特性方面也具有良好的性能。
2018-12-23 cs.IT math.IT
Fundamental Limits of HRR Profiling and Velocity Compensation For Stepped-Frequency Waveforms
频率步进波形是现代雷达实现高距离分辨力的有效途径。本文确定了SF波形在模糊度、稳定性、稳定目标轮廓精度和运动目标速度补偿精度方面的基本限制。研究表明，该雷达利用回波信号的相位和包络信息，可以在较宽松的条件下获得无模糊的高分辨距离像，并能补偿目标径向速度引起的距离漂移。本文的研究结果对高分辨雷达剖面测量和速度补偿的SF波形设计和处理算法的开发具有一定的指导意义。
2013-11-25 cs.IT math.IT
OTFS -- A Mathematical Foundation for Communication and Radar Sensing in the Delay-Doppler Domain
正交时频空间（OTFS）是用于在延迟多普勒（DD）域中处理信号的通信和主动感测的框架。本文探讨了OTFS框架的三个关键特性，并解释了它们对应用程序的价值。第一个特征是无线信道的紧凑和稀疏DD域参数化，其中参数直接映射到包括散射环境的反射器的物理属性，并且因此这些参数可预测地演变。第二个特征是一种新的波形/调制技术，与DD信道模型相匹配，在DD域中嵌入信息符号。即使在存在显著延迟和多普勒扩展的情况下，信道输入和输出之间的关系也是局部的、非衰落的和可预测的，并且因此可以有效地获取和均衡信道。通过避免衰落，均衡后SNR在分组中的所有信息符号上保持恒定，使得误码性能优于当代的多载波波形。此外，OTFS载波波形是DD域中的局部脉冲，使得可以同时沿着延迟和多普勒分离反射器，并且实现环境的高分辨率延迟-多普勒雷达图像。换句话说，DD参数化为通信和雷达提供了一个通用的数学框架。这是OTFS框架的第三个特征，它非常适合涉及自动驾驶汽车和无人驾驶地面/飞行器的智能交通系统，这些系统是自我/网络控制的。OTFS波形能够在广泛的用户速度范围内支持稳定和卓越的性能。
2023-02-17 cs.IT eess.SP math.IT
