感通融合系统中保障公平度的时间与功率分配方法

【摘  要】考虑毫米波基站和多个车辆组成的V2I网络，针对感通融合系统中多用户获得性能的公平性问题，提出了一种时间与功率资源灵活分配方案。为此，推导了通信公平度和感知公平度以及系统感通MMSE加权和表达式，并以三者间加权和最小为目标，以感通子帧时长占比、多用户功率分配为自变量建立优化模型，并提出基于改进交替迭代的求解方法。仿真结果表明，所提方案以略微牺牲通感“和”性能为代价，显著提升了用户间公平度并具有较快求解速度。

【关键词】通感一体化；用户公平度；感通MMSE加权和；改进交替优化迭代

0   引言

伴随着信息技术的不断发展，催生了如V2X、云VR等大量的新兴应用，这些新应用对网络提出了高速率、低延迟的通信需求以及高分辨率、鲁棒链接的感知需求[1]。一方面，传统方案中基站外挂雷达方式将极大增加硬件成本[2]。另一方面，下一代网络将采用mmWave+mMIMO制式，高频波在提供高质量的数据传输的同时，也将提供高精度的感知能力[3-4]。因此，通感一体化设计成为了一种可行的解决方案[5-6]。 

对于感通融合系统（ISAC, Integrated Sensing And Communication），mmWave对路损的敏感性将导致位于基站不同距离处的用户信道状态有显著差异且感知与通信性能对距离的敏感性不同[7]，故而简单的固定分配资源方案将导致性能欠佳。早期感通融合方案开发了估计率为感知指标，并以传输速率为通信指标，得以推导用于衡量系统通感能力的加权和速率[8-10]。然而雷达估计不是从类似于通信数据符号的可数分布中得出的，因此，估计速率度量不是雷达性能的精确表示。