استفاده از راهکارهای هوشمند آنتنی برای ارتقای امنیت، بهینه‌سازی مصرف توان و بهبود عملکرد در سیستم‌های دوکاره راداری-ارتباطی چندورودی-چندخروجی توزیع‌شده

doi
چکیده

رشد گسترده ارتباطات بیسیم و نیاز به ارتباطات سریعتر در سال‌های گذشته منجر به افزایش تقاضا برای پهنای باند فرکانس رادیویی شده است. یکی از روش‌های کاهش این تقاضا، استفاده از منابع فرکانسی موجود برای استفاده همزمان دو یا چند کاربرد است. به همین منظور، سیستم رادار-ارتباطی با عملکرد دوگانه (DFRC) که یک سیستم ارتباطی راداری دوکاره است و آشکارسازی و ارتباط را با استفاده از یک سخت‌افزار و منابع فرکانسی یکسان پیاده‌سازی می‌کند، ارائه شده است. در این پژوهش، یک سیستم DFRC با هدف کاهش مصرف توان و بهینه‌سازی نرخ امن ضمن حفظ عملکرد مناسب در آشکاری هدف مورد بررسی قرار گرفته است.  در این مقاله در راستای بهبود عملکرد راداری، ابتدا با بهره‌گیری از روش‌های مکان‌یابی آنتن‌ها(AP)، محل قرارگیری آنتن‌های فرستنده براساس بیشترین میانگین توان سیگنال ارسال شده به سمت هدف تعیین می‌گردد. سپس موقعیت‌یابی آنتن‌های گیرنده زیرسیستم راداری براساس بیشینه‌سازی کم‌ترین مقدار احتمال آشکارسازی‌(P d ) انجام می‌گردد. پس از خوشه‌بندی آنتن‌های فرستنده برمبنای الگوریتم K-Means، با استفاده از یک روش انتخاب آنتن(AS) دو مرحله‌ای و با توجه به اطلاعات وضعیت کانال، تعدادی از آنتن‌ها انتخاب می‌شوند. این فرآیند به گونه‌ای طراحی شده که ضمن حفظ عملکرد مطلوب راداری، نرخ داده‌ دریافتی توسط شنودگر به حداقل ممکن کاهش یابد. در نهایت، با تعریف یک مسئله بهینه‌سازی بر پایه میزان توان مصرفی، تلاش شده است تا ضمن تضمین هم‌زمان عملکرد مطلوب راداری و ارتباطی، کمترین میزان توان نیز مصرف شود. این رویکرد، توازنی مؤثر میان بهره‌وری انرژی و الزامات عملکردی سیستم برقرار می‌سازد.