統計的MIMO レーダーとインバンド全二重マルチユーザーMIMO通信の共同設計 - パート II

Grunnleggende konsepter

本論文では、統計的MIMO レーダーとインバンド全二重マルチユーザーMIMO通信システムの共同設計を提案する。共同設計では、レーダーコード、上りリンク/下りリンクプリコーダ、受信フィルタを最適化し、複合加重和相互情報量を最大化する。

Sammendrag

本論文では、統計的MIMO レーダーとインバンド全二重マルチユーザーMIMO通信システムの共同設計を提案している。

まず、システムモデルを説明する。統計的MIMO レーダーは、同一周波数帯で動作するIBFD MU-MIMO通信システムと共存する。レーダーは標的を検出し、通信システムはUL/DLユーザーにサービスを提供する。

次に、共同設計の最適化問題を定式化する。目的関数は複合加重和相互情報量(CWSM)を最大化し、制約条件には最大送信電力、ユーザーQoS、レーダーピーク対平均電力比(PAR)が含まれる。

この非凸最適化問題を解くため、ブロック座標降下法(BCD)と交互射影法(AP)を組み合わせたアルゴリズムを提案する。BCDでは、プリコーダ、レーダーコード、受信フィルタを交互に最適化する。APでは、レーダーコードがPAR制約を満たすよう射影する。

数値実験の結果、提案手法は高速に収束し、上りリンク干渉を軽減し、様々なノイズ環境やチャネル推定誤差の下でも安定したデータレートを実現できることを示している。

Statistikk

最大下りリンク送信電力 Pは制約条件である。
最大上りリンク送信電力 Puは制約条件である。
上りリンクユーザーの最小達成レートはRULである。
下りリンクユーザーの最小達成レートはRDLである。
レーダーTxの最大ピーク対平均電力比はγmrである。

Sitater

なし

Viktige innsikter hentet fra

Co-Designing Statistical MIMO Radar and In-band Full-Duplex Multi-User MIMO Communications -- Part II

by Jiawei Liu,K... klokken arxiv.org 03-29-2024

https://arxiv.org/pdf/2403.19119.pdf

Dypere Spørsmål

レーダーとの共存を考慮した場合、通信システムの設計にどのような影響があるか

レーダーと通信システムが同じ周波数帯で共存する場合、通信システムの設計にはいくつかの影響があります。まず、レーダーの信号が通信システムに干渉を引き起こす可能性があります。そのため、通信システムの設計では、レーダーからの干渉を最小限に抑えるための対策が必要となります。さらに、周波数帯の共有により、通信システムの帯域幅やデータレートに制約が生じる可能性があります。そのため、通信システムの設計では、周波数帯の共有による制約を考慮して適切な設計を行う必要があります。

レーダーと通信の共同設計以外に、どのような協調アプローチが考えられるか

レーダーと通信の共同設計以外にも、協調アプローチとしては、周波数帯の動的な割り当てや、通信システムとレーダーシステム間での情報交換などが考えられます。周波数帯の動的な割り当てにより、通信システムとレーダーシステムが効率的に周波数帯を共有し、干渉を最小限に抑えることが可能となります。また、情報交換により、両システムが互いの動作を予測し、効果的な共存を実現することができます。

レーダーと通信の融合が進めば、将来的にどのような新しいアプリケーションが期待できるか

レーダーと通信の融合が進めば、将来的にはさまざまな新しいアプリケーションが期待されます。例えば、車両やドローンなどの自律型システムにおいて、レーダーと通信が統合されたシステムにより、より高度な障害物検知や通信機能が実現される可能性があります。また、スマートシティや産業用途においても、レーダーと通信の融合により、より効率的なデータ収集や通信が実現され、新たなサービスやソリューションが生まれることが期待されます。