多用户多目标场景下的通信感知一体化加权优化波束形成算法

来源：电子与信息学报杂志2025年第4期北京时间：

作者：高玉龙, 姜力僮, 时统志, 王钢

单位：哈尔滨工业大学电子与信息工程学院 哈尔滨 150001

摘要：无论在军事领域的战术通信和目标探测，还是在无人驾驶技术中实现高效的通信和高精度的环境感知，通信感知一体化都可以显著提升系统性能并大幅提高频谱资源利用率。然而，通信和感知资源分配不均衡问题成为该项技术应用的巨大挑战。针对多目标探测和多用户通信场景，该文提出一种基于Pareto优化框架的发射波束形成设计方法。该方法首先将通感资源优化问题建模为一个非凸优化问题，采用通信性能与雷达性能的加权和作为优化目标，以提高系统的灵活性。为了求解该问题，该文提出改进的加权最小均方误差算法将其转化成一个易于求解的凸问题，通过调整Pareto权重因子权衡通信信干噪比与雷达发射波束图误差，实现在功率约束条件下通感性能的最优化设计，同时通过采用MIMO雷达的方式提高了雷达的自由度。仿真结果验证了所提出波束形成方法的有效性和优越性。

关键词：通信感知一体化, 波束形成设计, 多目标优化, MIMO雷达, 多用户通信

基金资助：国家自然科学基金(62171163)，航空科学基金(2024M038077001)