JOINT UPLINK ARCHITECTURE OF MASSIVE MIMO AND OFDM RADAR SYSTEMS
Authors: Чирков О.Н. , Башкиров А.В. , Пшеницина Ю.М. 
Published: July 2024

предлагается совместная архитектура восходящей линии связи массивных систем MIMO (Multiple Input Multiple Output – множественный вход и множественный выход) и OFDM-радара (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing — ортогональное мультиплексирование с частотным разделением каналов) с использованием одних и тех же аппаратных средств и частотно-временных ресурсов. Рассматриваются восходящая линия связи и радиолокационное зондирование ближнего радиуса действия, когда на базовую станцию (БС) поступают данные от пользовательского оборудования и одновременно радиолокационные сигналы от целей. Сигнал, принимаемый каждой антенной БС, состоит из радиолокационных сигналов и данных канала связи, которые необходимо отдельно обрабатывать для обнаружения и передачи данных. Обнаружение сигнала достигается за счет использования разнесения каналов между пользовательским оборудованием и целями, как в массовых системах связи MIMO. Сигнал от пользователя обнаруживается и демодулируется, затем вычитается из принятых сигналов для получения радиолокационных данных. Для радара используется радиолокационная обработка на основе символов, поскольку она обеспечивает существенный выигрыш в обработке, а эффективность его обнаружения не зависит от формы передаваемого радиолокационного сигнала. Таким образом, получается двухфункциональная массивная система радиолокационной связи OFDM по восходящей линии связи MIMO. Кроме того, рассматривается анализ собственные помех, которые возникают между одновременно работающими передающей и радарной антеннами (т.е. в полнодуплексном режиме). Исследование показывает, что возможно разработать архитектуру передатчика, которая может удовлетворительно взаимодействовать с несколькими абонентами одновременно с использованием частотно-временных ресурсов при радарном зондировании окружающей среды передачи данных без существенного увеличения стоимости или сложности системы

the article proposes a joint uplink architecture of massive MIMO and OFDM radar systems using the same hardware and time-frequency resources. An uplink and short-range radar sensing are considered, when data from user equipment is received at the BS base station, and at the same time radar signals from targets. The signal received by each BS antenna consists of radar signals and communication channel data, which must be processed separately for detection and data transmission. Signal detection is achieved by using channel separation between user equipment and targets, as in mass MIMO communication systems. The signal from the user is detected and demodulated, then subtracted from the received signals to obtain radar data. Symbol-based radar processing is used for the radar, since it provides a significant gain in processing, and the effectiveness of its detection does not depend on the shape of the transmitted radar signal. Thus, a two-functional massive OFDM radar communication system is obtained over the MIMO uplink. In addition, the analysis of intrinsic interference that occurs between simultaneously operating transmitting and radar antennas (i.e. in full-duplex mode) is considered. The study shows that it is possible to develop a transmitter architecture that can satisfactorily interact with several subscribers simultaneously using time-frequency resources for radar sensing of the data transmission environment without significantly increasing the cost or complexity of the system