雷达通信一体化中的遍历干扰对齐*
2021-11-02洪冰清刘聪聪王文钦
洪冰清,刘聪聪,王文钦
(1.电子科技大学 信息与通信工程学院,成都 611731;2.中国空间技术研究院西安分院,西安 710100)
0 引 言
由于无线频谱资源严重拥塞,雷达通信一体化成为解决此问题的有效手段[1]。美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission,FCC)和美国电信和信息管理局(National Telecommunication and Information Administration,NTIA)提议雷达应用与通信应用共享3.5GHz频带中的150 MHz频谱[2]。不幸的是,当雷达系统和通信系统占用相同的频带时,它们会相互施加电磁干扰,这样会大大降低两个系统的服务质量(Quality of Service,QoS)[3-4]。因此,为了确保彼此性能互不影响,需要有效地抑制雷达和通信系统之间的相互干扰。
目前,已经提出了许多频谱共享方案。Deng等[5]提出了一种基于多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达的信号处理方法,以消除雷达天线接收到的无线通信干扰。Buzzi等[6]从大规模MIMO互信息的角度分析了雷达干扰对通信系统的影响。此外,Babaei等[7]采取奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)和迫零(Zero-Forcing,ZF)预编码把发送的通信信号对齐到没有雷达干扰的区域。值得注意的是,以上提到的方法只分析了通信系统性能,没有综合考虑联合雷达通信系统的性能,这正是我们写作本文的目的。Hong等[8]为MIMO雷达通信系统提出了干扰对齐(Interference Alignment,IA)算法,尽管这种的方案可以完全消除系统间的相互干扰,但是考虑到采用相干处理的相控阵(Phased Array,PA)雷达可以提高目标检测的能力[9],因此本文提出一种用于联合相控阵雷达和多用户MIMO 通信系统的遍历干扰对齐算法。
2 信号模型
K用户MIMO通信和相控阵雷达频谱共享系统模型如图1所示。其中,相控阵雷达包含Mt根发射天线和Mr根接收天线;……
