课题组在通信感知一体化技术方面取得研究进展

2022年3月6日，课题组在通信感知一体化技术方面取得研究进展。通信感知一体化（Integrated Sensing And Communications，ISAC）被认为是第六代移动通信（6G）的重要候选技术之一，能充分共享无线通信和雷达感知的空时频等维度的资源，实现两者的共存、互助与共惠。特别对于毫米波大规模MIMO通信，其使用相控阵形成高指向性的波束，与雷达相控阵具有相类的硬件架构，因此，毫米波MIMO ISAC技术备受关注，最早的ISAC演示验证平台也采用了毫米波频段。

课题组考虑了一个雷达通信双功能（Dual-Functional Radar-Communication，DFRC）基站（Base Station，BS），它在服务若干个通信用户的同时，还生成雷达感知波束，对无人机等目标进行探测。在给定一个预设的雷达波束图样的前提下，我们设计DFRC BS的发射波束，在满足通信用户信干噪比和总发射功率的约束下，尽可能逼近预设的雷达波束图样。通过在预设的雷达波束图样上引入相位矢量，提高了波束设计问题的自由度，提出了一种交替最小化方案来迭代优化发射波束和相位矢量，分别基于二阶锥规划和约束最小二乘估计方法。在发射波束设计好以后，考虑到毫米波大规模MIMO的混合波束成形架构中移相器网络的恒模约束，再次使用交替最小化方法，设计了模拟波束成形矩阵和数字波束成形矩阵。

搭建仿真环境：一个DFRC BS安装有128根天线、配置3根射频链路，同时服务3个通信用户，信号覆盖范围为-90度到90度。假设3个通信用户分别位于-70度、-40度和-10度。预设的雷达感知波束包含2个通带，分别是10度到30度，以及40度到60度。仿真结果表明，采用本文方法设计出的发射波束，在满足DFRC BS发射总功率约束、通信用户信干噪比约束、毫米波混合波束成形架构约束的前提下，能有效逼近预设的雷达波束。

论文作者包括戚晨皓教授、慈玮同学、张津铭同学和尤肖虎教授，论文详见“Hybrid Beamforming for Millimeter Wave MIMO Integrated Sensing and Communications”一文。