위상 변조 연속파(phase modulated continuous wave, PMCW) 레이더는 향상된 감지 능력과 다중 접속의 가용성 측면에서 유망한 선택지 중 하나이다. 본 논문에서는 빠른 시간 영역 코드 분할 다중화(fast-time code division multiplexing, CDM)를 사용하는 고해상도 다중 입력 다중 출력(multi-input multi-output, MIMO) 레이더의 장점에 초점을 둔다. 먼저, 각 송신기(Tx)에 서로 다른 코드 서열을 부여하여 빠른 시간 영역 CDM-MIMO PMCW 레이더의 신호 모델을 정식화한다. 또한 동시에 송신기 신호를 전송할 때 유발되는 자기 코드 간섭(self-code interference)의 수준을 송신기 수와 서열의 종류에 따라 조사한다. 자기 코드 간섭을 상쇄하기 위해 순환(circulant) 행렬의 성질을 이용하여 연산 복잡도를 유의미하게 감소시킨 압축 감지(compressive sensing) 기반 탐욕(greedy) 알고리즘을 제안한다. 제안된 방법들이 자기 코드 간섭을 효과적으로 완화하고, 가상 안테나 배열을 구현하여 피크-사이드로브비(peak to sidelobe ratio)와 거리/각도 추정 정확도를 크게 향상된 레이더 영상을 생성할 수 있음을 시뮬레이션을 통해 보인다. 제안된 방법은 CDM의 장점인 송신 신호가 시간-주파수 자원을 공유하는 특성을 충분히 활용할 수 있으므로, 고밀도 사물인터넷(Internet of Things) 네트워크에 적용될 수 있으며 감지의 기본 성능을 향상시킬 수 있다. 아울러 감소된 연산량은 실시간 동작에 적합하다.

고수준 자율주행을 위해서는 효과적인 차량 간(Vehicle-to-Vehicle, V2V) 통신 시스템의 개발이 최우선의 관심사이다. 여러 후보 가운데 밀리미터파(millimeter-wave, mmWave) V2V 통신 시스템은 높은 데이터 전송률을 제공할 것으로 기대되므로 유망한 것으로 간주된다. mmWave 주파수에서의 높은 경로 손실을 극복하기 위해, 코드북 기반 빔 정렬(codebook-based beam-alignment) 접근법이 좁고 강한 빔을 생성하는 수단으로 널리 연구되어 왔다. 그럼에도 불구하고, 많은 기존 코드북은 빔폭이 동일한 코드워드를 생성하도록 설계되어 있으며, 이는 V2V 통신에 대해 최적이 아닐 수 있다. 본 연구의 목적은 도로 위 차량의 각도 분포 특성을 고려하여 V2V 통신용 빔포밍 코드북을 설계하는 것이다. 이를 위해 도로에서의 차량 교통 밀도를 나타내는 해석적 모델을 제안한다. 제안된 교통 밀도 모델을 바탕으로, 직선 도로, 교차로, 회전교차로(roundabouts)를 포함한 현실적인 도로 구조를 고려하여 차량 간 지향성 통신 링크(directional communication links)의 각도 분포를 도출한다. 차량 간 각도 분포를 활용하여, V2V 통신 시스템에 특화된 코드북 설계 프레임워크를 제안한다. 시뮬레이션 결과는 본 모델이 현실적인 도시 격자 도로 환경에서 잘 부합함을 검증하며, 제안한 코드북이 동일 빔폭을 갖는 코드북보다 성능이 우수함을 보여준다.