Cadre de formation de faisceaux joint et robuste pour des systèmes de détection et de communication intégrés

La détection et la communication intégrées (ISAC) sont largement reconnues comme un catalyseur fondamental pour les communications sans fil futures. Dans cet article, nous présentons un cadre de formation de faisceaux joint pour la communication et le radar visant à maximiser l'efficacité spectrale (SE) totale tout en garantissant une performance radar souhaitée avec des informations d'état de canal (CSI) imparfaites dans des systèmes ISAC multi-utilisateurs et multi-cibles. À cette fin, nous adoptons soit une erreur quadratique moyenne (MSE) de transmission radar, soit un rapport signal-sur-bruit plus clutter (SCNR) comme contrainte de performance radar d'un problème de maximisation du SE total. Pour résoudre les défis inhérents tels que la non-convexité et les CSI imparfaits, nous reformulons les problèmes et identifions les conditions d'optimalité de premier ordre pour le formateur de faisceaux radar et communication joint. Transformant la condition en un problème propre non linéaire avec dépendance de l'autovecteur (NEPv), nous développons une méthode alternée qui trouve le formateur de faisceaux joint par itération de puissance et un multiplicateur de Lagrange par recherche binaire. Le cadre proposé englobe à la fois les métriques radar et est robuste face aux erreurs d'estimation du canal avec une faible complexité. Des simulations valident les méthodes proposées. En particulier, nous observons que les contraintes de MSE et de SCNR présentent des performances complémentaires selon l'environnement d'exploitation, ce qui manifeste l'importance du cadre d'optimisation complet et robuste proposé.