Algoritmos Arimoto-Blahut Extendidos para Sistemas Integrados de Detección y Comunicación Bistáticos

Área de la Ciencia:

• Comunicaciones Inalámbricas
• Procesamiento de Señales
• Teoría de la Información

Sus antecedentes:

• La Detección y Comunicación Integradas (ISAC) es crucial para las redes inalámbricas de próxima generación.
• La evaluación precisa del rendimiento, en particular la función de capacidad-distorsión, es esencial para los sistemas ISAC.
• La naturaleza no convexa del problema de optimización de capacidad-distorsión presenta desafíos significativos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar algoritmos efectivos para calcular la función de capacidad-distorsión en sistemas ISAC bistáticos.
• Abordar el problema de optimización no convexa inherente a la evaluación del rendimiento de ISAC.
• Proporcionar una medida fundamental del compromiso de rendimiento de comunicación-detección.

Principales métodos:

• Se proponen algoritmos extendidos de Arimoto-Blahut (AB) para resolver el problema de optimización no convexa.
• Se introducen variables auxiliares para transformar las restricciones de distorsión no convexas en restricciones lineales.
• Se demuestra la equivalencia de las soluciones óptimas entre los problemas original y reformulado.
• Se desarrollan algoritmos extendidos de AB para la distorsión del error cuadrático y la distorsión de la pérdida logarítmica.

Principales resultados:

• El problema de optimización reformulado con restricciones lineales conserva la misma solución óptima.
• Los algoritmos extendidos de AB propuestos son efectivos para sistemas ISAC bistáticos.
• Los resultados numéricos validan el rendimiento de los algoritmos desarrollados.

Conclusiones:

• Los algoritmos extendidos de Arimoto-Blahut proporcionan una solución efectiva para el compromiso de capacidad-distorsión en ISAC.
• El método transforma con éxito los problemas no convexos en restricciones lineales resolubles.
• Este trabajo avanza la evaluación del rendimiento de los sistemas ISAC.