Spectrum congestion and competition over frequency bandwidth could be alleviated by deploying dual-function radar-communications systems, where the radar platform presents itself as a system of opportunity to secondary communication functions. In this paper, we propose a new technique for communication information embedding into the emission of multiple-input multiple-output (MIMO) radar using sparse antenna array configurations. The phases induced by antenna displacements in a sensor array are unique, which makes array configuration feasible for symbol embedding. We also exploit the fact that in a MIMO radar system, the association of independent waveforms with the transmit antennas can change over different pulse repetition periods without impacting the radar functionality. We show that by reconfiguring sparse transmit array through antenna selection and reordering waveform-antenna pairing, a data rate of megabits per second can be achieved for a moderate number of transmit antennas. To counteract practical implementation issues, we propose a regularized antenna-selection-based signaling scheme. The possible data rate is analyzed and the symbol/bit error rates are derived. Simulation examples are provided for performance evaluations and to demonstrate the effectiveness of proposed dual-function radar-communication techniques.

Nata de coco, chemically known as bacterial cellulose (BC), is mostly manufactured in Southeast Asian countries and Hainan, China. Failures happened frequently due to the open fermentation system of nata de coco, especially in winter and spring. This study investigated the differences between normal and abnormal fermentation processes in a nata de coco manufacturing factory. Results revealed significant variations in microbial composition and metabolite profiles between abnormal and normal fermentation batches. Lactiplantibacillus plantarum GPb4103 was further isolated and screened from the abnormal fermentation broth to investigate its potential inhibitory effect on BC synthesis of Komagataeibacter nataicola JY6211. Although co-culturing the strain JY6211 and L. plantarum GPb4103 resulted in synergistic growth, BC yield decreased by up to 53%. The KEGG pathway analysis of differential metabolites showed that the GPb4103 hindered BC synthesis of the JY6211 by altering accumulation of metabolites in the fermentation broth through metabolic pathways. This study provides new insights into how specific microbes could affect BC synthesis of K. nataicola during nata de coco production, thereby illuminating challenges faced in commercial BC production, such as inconsistent products quality and problematic production processes.

This paper proposes a novel temporal-spatial inter-ferometric Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) radar for tracking multi-stroke air-writing trajectories. Accurate trajectory tracking mandates the high-precision positioning of the target in both range and azimuth. To avoid high demands on the radar bandwidth and array aperture, we propose a temporal and spatial interferometry approach to estimate the range and azimuth displacements, respectively. Additionally, the elevation displacement is exploited to distinguish the alphanumerical trajectory from artifacts, which arises due to the continuous motion articulation in the air-writing. This is achieved by utilizing the subtle elevation change induced by hand lifts among different strokes. Experimental results validate the effectiveness of the proposed multi-stroke air-writing trajectory tracking using the temporal-spatial interferometric MIMO radar. The proposed method offers a promising solution to accurate and efficient multi-stroke air-writing recognition. Multi-stoke writing underlies many alphabets, specifically those of the Arabic Language.

Abstract To get simultaneously sparse and constant modulus excitation to reduce the complexity of the array and the mutual effect of neighbouring elements, a novel algorithm via alternating optimisation‐alternating direction of the multipliers method is developed. This method uses the total transmitting power as the objective function to optimise the sparsity and the amplitude of excitation simultaneously. Numerical results are provided to verify its effectiveness.