题目:Optimum Co-Design for Spectrum Sharing Between Matrix Completion Based MIMO Radars and a MIMO Communication System
作者:Bo Li, Student Member , IEEE, Athina P . Petropulu, Fellow, IEEE, and Wade Trappe, Fellow, IEEE
DOI: 10.1109/TSP.2016.2569479
目标:通过设计通信发射协方差矩阵(和雷达采样方案,其实也是一个矩阵)来降低通信对于雷达的干扰(有效干扰功率),从而实现雷达和通信两个系统在同一个频谱上共同工作。
模型建立:(1)约束条件:在一定的通信信号功率和每个通信符号的信息容量下,换而言之就是在保证一定的通信质量和一定的发射功率的情况下,尽量减小通信对于雷达的干扰。(2)目标函数:最小化EIP(有效干扰功率)
文章分为主要的两种情况进行讨论:第一种,仅优化通信系统的发射协方差矩阵,已知或未知雷达系统的采样方案的情况下,即雷达系统的采样方案是在一开始就是确定的,只有通信系统针对雷达接收系统的不同的采样方案,采用不同的发射协方差矩阵,来降低通信系统对于雷达的干扰(EIP),对于这个情况,由于建立的优化问题是一个凸优化问题,所以采用了拉格朗日对偶分解法进行求解,就是将L个采样信号的总体发射协方差矩阵分为L个小问题来求解;第二种,联合优化通信系统的发射协方差矩阵和雷达接收天线的采样方案,使雷达搜受到的干扰最小(EIP),对于这个类情况,建立的优化模型是一个非凸问题,因此需要使用基于ADMM框架的算法进行求解,即先固定一个优化参数,然后针对另外一个参数进行优化,然后再反过来优化另一个参数,如此迭代下去直到,达到停止条件为止。
自适应传输:在这里为什么会对采样方案进行调整呢?首先,因为题目指出的使针对MIMO-MC雷达,这里的MC就是矩阵补完,采样方案其实就是一个矩阵(里面有0或者1来填充,1就代表采样,0代表不采样。文章中有定义一个P(采样速率),这个速率的大小是和采样矩阵的0范数有关,也就是和矩阵中非0的个数有关。),我们做数学模型建立的时候是把这个矩阵和原本接收的全采样矩阵算一个哈达玛积。根据采样速率的不同就会导致不同的采样方案,反过来不同的采样方案就会导致不同的采样速率P,不同的P来传输就是自适应传输的一个重要概念,为什么是自适应的呢?因为我们的采样矩阵是自适应的,所以速率也是自适应的。当然通信发射协方差矩阵也是会自动变换的,也就是自适应的。
结论:这里就不全部复述一遍了,总之就是自适应的传输(联合设计雷达采样方案和通信协方差矩阵),在补全矩阵回复误差和EIP方面相比于固定速率的传输(固定采样速率——采样方案固定,仅仅调整通信发射协方差矩阵)的方案好。
感悟:这是自己研究生生涯的第一次完整的看完一篇论文。ps:公式是真的难推,当然论文里还有很多我看不懂的地方,比如对于优化问题求解的算法,我几乎看不怎么明白。。。还要积累吧。纪念一下,加油!!!!!