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
Joint Radar-Communication-Based Bayesian Predictive Beamforming for Vehicular Networks
在本文中，我们开发了一种预测波束形成方案的基础上的双功能雷达通信（DFRC）技术，其中路边的单位估计的运动参数的车辆利用DFRC信号的回波。与传统的基于反馈的波束跟踪方法相比，该方法可以减少信令开销，提高跟踪性能。提出了一种新的消息传递算法，该算法通过最大后验估计获得了接近最优的性能。仿真结果表明了所提出的DFRC方案的有效性。
2020-04-26 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
Radar-assisted Predictive Beamforming for Vehicular Links: Communication Served by Sensing
在未来的车载网络中，传感和通信功能将交织在一起。在本文中，我们研究了雷达辅助的预测波束形成设计的车辆到基础设施（V2I）通信，利用双功能雷达通信（DFRC）技术。为了实现联合传感和通信功能的路边单元（RSU），我们提出了一种新的扩展卡尔曼滤波（EKF）框架来跟踪和预测每辆车的运动参数。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。为了在保证下行通信和速率的同时提高感知精度，我们进一步提出了一种多车辆的功率分配方案。数值结果表明，所提出的DFRC波束跟踪方法的跟踪性能显着优于通信的反馈为基础的技术。此外，所设计的功率分配方法是能够实现一个良好的性能之间的权衡感测和通信。
2020-01-25 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
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
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
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
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
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
Bayesian Predictive Beamforming for Vehicular Networks: A Low-overhead Joint Radar-Communication Approach
双功能雷达通信（DFRC）系统的发展，车辆定位和跟踪可以与车辆通信相结合，将导致更有效的未来车辆网络。在本文中，我们开发了一种预测波束形成方案的DFRC系统的背景下。我们考虑一个系统模型，其中路边单元估计和预测的DFRC信号的回波的基础上的车辆的运动参数。与传统的基于反馈的波束跟踪方法相比，该方法可以减少信令开销，提高精度。为了实时准确地估计车辆运动参数，提出了一种基于因子图的消息传递算法，该算法能获得最大后验概率估计的近优解。然后，基于预测的角度来设计波束形成器，以建立通信链路。通过适当的近似，因子图上的所有信息都可以以封闭形式导出，从而降低了复杂度。仿真结果表明，所提出的DFRC的波束形成方案是优于基于反馈的方法在估计和通信性能。此外，所提出的消息传递算法实现了类似的性能的高复杂度的基于粒子的方法。
2020-05-15 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
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
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
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
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
Robust Secure Beamforming for Movable Antenna Enhanced Integrated Sensing and Communications
National Key Laboratory of Wireless Communications, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学无线通信国家重点实验室）；New York University (NYU) Abu Dhabi（阿布扎比纽约大学）；NYU WIRELESS, NYU Tandon School of Engineering（纽约大学坦登工程学院NYU WIRELESS）；Southwest China Research Institute of Electronic Equipment (SWIEE)（中国西南电子设备研究所）
针对不完美窃听信道状态信息，提出联合优化发射波束赋形和天线位置的鲁棒波束赋形设计，以最大化雷达信干噪比并保证通信安全，采用基于块坐标下降的算法结合逐次凸近似和分数规划。
2026-06-05 eess.SP
New Findings on GLRT Radar Detection of Nonfluctuating Targets via Phased Arrays
研究了噪声背景下弱信号的标准广义似然比检验（GLRT）检测问题。在这样做时，我们考虑一个非波动的目标嵌入在复杂的白高斯噪声（CWGN），其中的目标回波的幅度和噪声功率被假定为是未知的。重要的工作已经分析了性能的参考方案，并提出了基于广义似然比的检测器。这种检测器在早期阶段（即，在形成波束成形后标量波形之前），从而对硬件、处理和数据存储提出了很高的要求。从硬件的角度来看，大多数雷达系统无法满足这些强大的要求。事实上，由于硬件和计算的限制，大多数雷达在任何估计或进一步预处理之前使用模拟和数字波束形成器（和）的组合。本研究的基本原理是推导出满足硬件和系统要求的GLRT检测器。在本论文中，我们设计并分析了一种更实用且易于实现的广义似然比检测器，该检测器是在模拟波束形成之后投影的。对该检测器的性能进行了分析，并以封闭形式导出了检测概率（PD）和虚警概率（PFA）。此外，我们表明，在低信噪比（SNR）制度，波束形成后GLRT检测器的性能优于经典的波束形成前GLRT检测器和平方律检测器。这一发现表明，如果信号很弱，而不是单独处理信号，我们首先必须加强整体信号，然后组装系统的检测统计。最后，对信噪比损失进行了量化，证明了波束形成后GLRT检测器的优越性随着天线数和样本数的增加而增加。
2021-07-08 eess.SP
Vision Guided MIMO Radar Beamforming for Enhanced Vital Signs Detection in Crowds
Arizona State University（亚利桑那州立大学）
本文提出一种视觉引导的MIMO雷达波束成形双感知系统，通过校准对齐视觉与雷达传感器，在三维空间达到约两厘米精度，并能同时检测拥挤环境中多人的生命体征。
2023-06-18 cs.CV eess.SP
Hybrid RIS-Assisted MIMO Dual-Function Radar-Communication System
Fudan University（复旦大学）；Nanjing University of Posts and Telecommunications（南京邮电大学）；University of Science and Technology Beijing（北京科技大学）；Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
本文提出一种混合RIS辅助MIMO双功能雷达-通信系统，通过联合优化波束成形和HRIS参数配置，提升雷达感知与通信性能。
2026-03-12 eess.SP
Hybrid Digital-Analog Beamforming and MIMO Radar with OTFS Modulation
受未来汽车应用的启发，我们研究了一些联合雷达目标检测和参数估计问题，其中发射机，配备了单基地MIMO雷达，希望检测多个目标，然后估计各自的参数，同时使用正交时频空间（OTFS）调制通信信息数据。假设在毫米波频段上射频链的数量小于天线的数量，我们在雷达发射机处设计了适合于不同工作阶段的混合数模波束形成。第一种情况考虑宽角度波束，以便执行目标检测和参数估计，同时向所有可能的活动用户多播公共消息。第二种情况考虑窄角度波束，以单独地向已经检测到的用户发送信息流，并同时跟踪它们各自的参数。在这种设置下，我们提出了一个有效的最大似然方案结合混合波束形成联合执行目标检测和参数估计。数值结果表明，该算法能够在天线数量足够的情况下可靠地检测多个目标，并达到了延迟、多普勒和到达角等雷达参数估计的Cramér-Rao下界。
2020-09-17 cs.IT eess.SP math.IT
Joint Transceiver Beamforming and Reflecting Design for Active RIS-Aided ISAC Systems
通感一体化（Integrated Sensing and Communication，ISAC）技术在完全共享的平台上同时实现雷达探测和用户通信功能，在节省硬件和频谱资源方面具有巨大潜力。在ISAC系统中采用可重构智能表面（RIS）可以提供一条虚拟视线路径来克服阻塞问题，并引入新的自由度（DoF）来进一步提高系统性能。然而，无源RIS的乘性衰落效应限制了其在无直接链路情况下的应用，这促进了有源RIS的发展。在本文中，我们考虑一个积极的RIS辅助ISAC系统，旨在联合设计的发射波束形成器，积极的RIS反射和雷达接收滤波器，以最大限度地提高雷达输出信噪比（SNR），同时保证预定义的信号干扰加噪声比（SINR）的通信用户。为了解决这个非凸问题，一个有效的算法开发利用块坐标下降（BCD），Dinkelbach的变换和优化最小化（MM）的技术。仿真结果验证了在ISAC系统中部署有源RIS的显著进步，与无源RIS辅助的ISAC系统相比，它可以实现高达32 dB的雷达信噪比增强。
2023-02-21 eess.SP
Reinforcement learning-based waveform optimization for MIMO multi-target detection
提出了一种基于强化学习（RL）框架的MIMO雷达协同定位认知波束形成算法。我们分析了一个基于RL的优化协议，允许MIMO雷达，即\textit{agent}，迭代地感测未知的环境，即雷达场景涉及未知数量的目标在未知的角位置，因此，合成一组发射的波形，其相关的波束方向图是定制的所获得的知识。所提出的基于RL的波束形成算法的性能进行评估，通过数值模拟的检测概率（$P_D$）。
2018-11-06 eess.SP
Joint Transmit and Receive Beamforming Design in Full-Duplex Integrated Sensing and Communications
本文针对全双工集成感知与通信中的回波丢失问题，联合设计收发波束成形、上行预编码和下行合并器，以同时提升速率、雷达功率并抑制自干扰，实现60dB数字域自干扰消除和更优性能。
2023-05-13 eess.SP
Coherent, super resolved radar beamforming using self-supervised learning
Bar Ilan University（巴伊兰大学）；Wisense Technologies Ltd.（Wisense科技有限公司）
需要高分辨率的汽车雷达传感器来满足自动驾驶汽车的高标准需求和法规。然而，当前的雷达系统在其角分辨率方面受到限制，从而导致技术差距。通过增加物理通道的数量来提高角分辨率的行业和学术趋势也增加了系统复杂性，需要敏感的校准过程，降低了对硬件故障的鲁棒性，并导致更高的成本。我们提供了一种替代方法，命名为雷达信号重建使用自监督（R2-S2），它显着提高了一个给定的雷达阵列的角分辨率，而不增加物理通道的数量。R2-S2是一系列算法，使用深度神经网络（DNN），将复杂的距离多普勒雷达数据作为输入，并使用在多个数据表示空间中操作的损失函数在自监督方法中进行训练。使用在晴朗和下雨天气条件下在城市和公路环境中收集的真实世界数据集，证明了角分辨率提高了4倍。
2021-06-21 cs.AI cs.RO eess.SP
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
User Association and Hybrid Beamforming Designs for Cooperative mmWave MIMO Systems
混合模拟和数字波束成形已经成为毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）通信系统的关键使能技术，因为它可以平衡系统性能和硬件效率之间的权衡。协作网络由于其强大的集中控制能力，在提高毫米波通信频谱效率方面显示出巨大的潜力。在本文中，我们考虑合作毫米波MIMO系统，并提出了三种典型的混合波束形成架构的用户关联和混合波束形成的设计算法。协作网络的中央处理单元（CPU）首先匹配基站（BS）和用户的服务对。然后，提出了一种迭代混合波束形成设计算法，以最大化具有全连接混合波束形成架构的mmWave MIMO系统的加权可达和速率性能。此外，针对固定子阵混合波束形成结构，提出了一种启发式模拟波束形成设计算法。为了进一步利用多天线的分集，我们还考虑了动态子阵结构，并提出了一种新的天线设计算法的模拟波束形成设计。仿真结果表明，所提出的混合波束形成算法与现有的其他方法相比，性能有了显著的提高，动态子阵结构在提高能量效率（EE）性能方面具有很大的优势。
2022-08-10 eess.SP
ISAC Beamforming Design Based on a Matrix Nearness Formulation With Improved Efficiency
Fraunhofer Heinrich Hertz Institute（弗劳恩霍夫海因里希赫兹研究所）；Technische Universität Berlin（柏林工业大学）
该研究针对ISAC场景，基于矩阵邻近公式提出高效波束成形方法，通过改进求解器减少特征值分解的迭代次数，降低大规模MIMO下的计算时间。
2026-08-25 eess.SP
Optimal Beamforming for MIMO DFRC Systems with Transmit Covariance Constraints
本文研究了具有发射协方差约束的MIMO DFRC系统波束成形设计，通过柯西交错定理和BCD算法分别推导出单用户和多用户场景下的最优解，显著提升了通信和速率。
2023-09-15 eess.SP
Subband Beamforming in Coherent Hybrid Massive MIMO Using Eigenbeams
混合大规模多输入多输出降低了实现复杂度，但仅支持跨所有子带公共的波束成形系数。然而，在信道具有有限自由度的宏蜂窝中，信道的长期分量可以被分解成被称为本征波束的子带独立波束成形基函数的集合。相干混合大规模多输入多输出系统可以在每个子带处形成本征波束的任意线性组合，以模仿在小区中的所有位置上观察到的数字大规模多输入多输出波束成形。
2018-11-24 eess.SP
Optimal Beamforming for Bistatic MIMO Sensing
本文研究双基地MIMO-OFDM雷达感知点状散射体的波束赋形优化，以最小化目标位置估计的Cramér-Rao界，并分析了每子载波所需波束数及双向收发端选择问题。
2025-08-25 cs.IT eess.SP math.IT
Reconfigurable Intelligent Surface-Enabled Array Radar for Interference Mitigation
本文研究RIS辅助阵列雷达的干扰抑制问题，通过联合优化发射、接收波束成形与RIS反射系数最大化SINR，并提出基于交替最小化和二阶RNM的算法，显著提升性能。
2024-01-28 eess.SP
Distortion-Aware Hybrid Beamforming for Integrated Sensing and Communication
本文针对非线性功率放大失真下的部分连接ISAC系统，提出失真感知混合波束成形设计，通过流形优化、闭式解和分解算法联合最大化通信速率与感知互信息，数值结果验证其性能优于传统方法。
2025-07-18 eess.SP
Covariance-Based Hybrid Beamforming for Spectrally Efficient Joint Radar-Communications
联合雷达通信（JRC）被认为是部署下一代系统的关键技术，因为它有助于缓解射频（RF）频谱的拥塞，并利用相同的硬件资源实现双重功能。将JRC系统用于双重功能会在两种操作之间产生干扰，这需要在未来的标准化中解决。此外，可以通过部署混合波束成形来推进JRC系统，该混合波束成形实现比发射天线的数量更少数量的RF链。本文设计了一种鲁棒的混合波束形成器，通过RF链选择使互信息最大化来最小化JRC发射机的干扰。我们考虑一个加权的互信息的双功能JRC系统和实现一个共同的模拟波束形成器的操作。互信息最大化问题是一个非凸且难以求解的问题。将该问题简化为凸形式，并利用基于分式规划的Dinkelbach逼近进行求解.基于最优RF选择的方法的性能进行评估，与基线相比，其有效性通过数值结果推断。
2022-11-15 cs.IT eess.SP math.IT
Hybrid Baseband Simulation for Single-Channel Radar-Based Indoor Localization System
本文针对单通道雷达室内定位系统提出一种混合基带信号仿真方法，结合射线追踪、实测天线增益和反射器RCS精确仿真，实现复杂场景下的真实信号建模。
2025-09-19 eess.SP
