CP-OFDM Achieves the Lowest Average Ranging Sidelobe Under QAM/PSK Constellations
本文研究ISAC中以通信为中心的最优测距波形，证明CP-OFDM在QAM/PSK星座下实现全局最低P-ACF旁瓣，并在无CP情况下对A-ACF达到局部最优，且数值结果验证无其他正交波形能超越OFDM。
2025-07-21 cs.IT eess.SP math.IT
Good Code Sets from Complementary Pairs via Discrete Frequency Chips
它示出，由特殊类的波形，满足两个条件，对称/反对称和准正交的卷积意义上的Golay互补码对中的正弦芯片，使互补码免疫频率选择性衰落，也允许级联它们在时间上使用一个频带/信道。这导致在主瓣周围的零旁瓣区域和小互相关旁瓣的相邻区域。对称/反对称特性导致主瓣两侧出现零旁瓣区域，而两个码片的准正交性使相邻的互相关区域保持较小。这种码是使用基于线性调频（LFM）和分段LFM（PLFM）波形的离散频率编码波形（DFCW）作为互补码对的码片来构造的，因为它们满足对称/反对称和准正交条件。它还表明，改变斜率/啁啾率的DFCW波形（基于LFM和PLFM波形）用作芯片与相同的互补码对的结果在良好的代码集与零旁瓣区域。它还表明，第二个良好的代码集与零旁瓣区域可以构造从互补码对的队友，而使用相同的DFCW波形作为他们的芯片。两组之间的互相关示出包含零旁瓣区域和相邻区域的小互相关旁瓣。因此，这两个集合是准正交的，并且可以被组合以形成具有两倍数量的码的良好码集合，而不影响它们的互相关特性。或者，可以通过从两个集合中选择最佳候选者来构造具有相同数目代码的更好的好代码集合。这样的代码集在多输入多输出（MIMO）雷达应用中找到实用性。
2017-09-04 cs.IT math.IT
Doppler Resilient Waveforms with Perfect Autocorrelation
本文描述了一种在多普勒频移存在的情况下构造具有完美自相关的相位编码波形序列的方法。组成波形是Golay互补对，其在零多普勒处具有完美的自相关，但对非零多普勒频移敏感。我们将这种结构扩展到多个维度，特别是雷达极化，其中两个维度是通过正交极化实现的。在这里，我们确定了一个序列的两个由两个Alamandi矩阵的条目涉及Golay对和矩阵值的模糊度函数的总和消失在小多普勒频移。Prouhet-Thue-Morse序列在Golay对的多普勒弹性序列的构造中起着关键作用。
2007-03-12 cs.IT math.IT
Peak Sidelobe Level and Peak Crosscorrelation of Golay-Rudin-Shapiro Sequences
具有低非周期自相关和互相关的序列用于通信和遥感。Golay和Shapiro独立设计了一种递归构造，可以产生二元序列的互补对族。在最简单的情况下，该构造产生Rudin-Shapiro序列，并且通常它产生我们称为Golay-Rudin-Shapiro序列的序列。Littlewood的计算表明Rudin-Shapiro序列具有低的均方自相关。一个序列的峰值旁瓣电平是它在所有非零移位上的最大自相关幅度。Høholdt、Jensen和Justesen证明了存在一些待定的正常数$A$，使得长度为$2^n$的Rudin-Shapiro序列的峰值旁瓣电平上界为$A(1.842626\ldots)^n$，其中$1.842626\ldots$是$X^4-3 X-6$的正实根。我们证明了峰值旁瓣电平的上界为$5(1.658967\ldots)^{n-4}$，其中$1.658967\ldots$是$X^3+X^2-2 X-4$的实根。任何具有较低基数的指数界限对于几乎所有$n$都不为真，并且任何具有相同基数但具有较低常数前因子的界限对于至少一个$n$都不为真。我们提供了一个类似的约束上的峰值互相关（最大幅度的互相关在所有的移位）之间的序列在每个鲁丁-夏皮罗对。我们使用的方法，推广到所有家庭的互补对所产生的Golay-Rudin-Shapiro递归，我们获得的峰值旁瓣电平和峰值互相关的界限与相同的指数增长率…
2021-11-14 cs.DM cs.IT eess.SP
Binary matrices of optimal autocorrelations as alignment marks
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）
本研究定义了一类最大化非周期自相关峰值旁瓣距离的新型二元矩阵，可用作平面内空间对准的鲁棒位置标记，并通过穷举搜索得到了小尺寸下的最优方阵与对角对称矩阵。
2014-08-29 cs.CV cs.IT math.IT
Overlapped-MIMO Radar Waveform Design for Coexistence With Communication Systems
本文探讨了一种重叠多输入多输出（MIMO）天线结构和频谱共享算法，通过零空间投影（NSP）的雷达通信共存。在重叠MIMO架构中，并置MIMO雷达的发射阵列被划分为允许重叠的多个子阵列。这些子阵列中的每个天线元件具有彼此正交并且与其它子阵列的元件正交的信号。该结构不仅提高了旁瓣抑制能力，降低了对通信系统的干扰，而且在不牺牲主要性能的前提下，充分发挥了MIMO雷达的优点。然后，以雷达为中心的频谱共享算法将雷达信号投影到通信系统的干扰信道的零空间上，这有助于避免来自雷达的干扰。数值结果表明，所提出的波形设计算法的整体波束方向图和旁瓣电平的雷达波形的性能，最后显示了与现有的并置MIMO雷达架构的比较所提出的系统。
2015-02-13 cs.IT math.IT
Sensing using Coded Communications Signals
集成传感和通信（ISAC）的通用波形的一个关键挑战-被广泛认为是一个有吸引力的主张，以实现两种功能的高性能，同时有效地利用可用资源-在于利用信息承载信道编码的通信信号（c.c.s）进行传感。在本文中，我们调查的感知性能的c.c.s（多用户）干扰限制操作，并表明，它是有限的旁瓣的距离多普勒地图，其形式取决于是否c.c.s调制单载波或OFDM波形。而未编码的通信信号--包括一组$N$ i.i.d零均值符号--产生渐近（即，作为$N \rightarrow \infty$）由于大数定律而导致的零旁瓣，对于C.C.S来说同样成立并不明显，因为结构化信道编码方案（例如，线性分组码）引起码字符号之间的相关性。在本文中，我们表明，c.c.s也会产生渐近零旁瓣-单载波和OFDM波形-通过推导旁瓣幅度的尾概率的上限，衰减为$\exp( - O($码率$\times$块长度$))$。这意味着对于任何码率，c.c.s都是有效的感测信号，其在足够大的块长度上对多用户干扰是鲁棒的，基于它们调制单载波还是OFDM波形，性能上的差异可以忽略不计。我们通过模拟验证了后者的含义，在那里我们观察了传感性能（由检测和虚警概率表征）的QPSK调制的c.c.s（码率= 120/1024，块长度= 1024个符号），以匹配相当的无干扰FMCW波形，即使在高干扰水平下（信号干扰比为-11dB），用于单载波和OFDM波形。
2022-09-09 cs.IT eess.SP math.IT
A Coordinate-Descent Framework to Design Low PSL/ISL Sequences
本文着重于设计具有良好的（非周期）自相关特性的相位序列的峰值旁瓣电平（PSL）和综合旁瓣电平（ISL）。该问题被制定为一个双目标帕累托优化迫使连续或离散相位约束在设计阶段。一个迭代过程的基础上的坐标下降法来处理由此产生的优化问题，这是非凸和NP-困难的一般。所设计的方法的每次迭代需要解决一个非凸的最小-最大问题。它是通过一种新的二分法或基于FFT的方法处理的连续和离散相位约束，分别。此外，一个启发式的方法来初始化的程序采用lp范数最小化技术。仿真结果表明，所提出的方法可以优于一些同行提供良好的自相关特性的序列，特别是在离散相位/二进制的情况下。
2016-12-18 cs.IT math.IT
Channel Coding meets Sequence Design via Machine Learning for Integrated Sensing and Communications
本文利用机器学习设计兼具良好自相关特性的纠错码，在码率1/2、块长32下实现与Polar码相近的误码率且旁瓣低24dB，以自相关性能换取大码本，融合信道编码与序列设计。
2025-03-29 cs.IT eess.SP math.IT
Auto-correlation Function Keying
Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；Southeast University（东南大学）；Technical University of Berlin（柏林工业大学）
针对通信感知一体化中随机信号旁瓣峰值过高的问题，提出自相关函数键控（ACFK）调制架构，通过将数据符号直接嵌入ACF域旁瓣实现精确的峰值旁瓣水平控制，并给出多径信道下的收发机设计与高信噪比误码率分析。
2026-07-13 cs.IT math.IT
Can FSK Be Optimised for Integrated Sensing and Communications?
本文研究了基于FSK波形的联合通信与雷达系统，通过优化子脉冲初始相位有效降低了模糊函数峰值旁瓣电平，且不影响数据速率和接收机复杂度。
2024-05-02 cs.IT eess.SP math.IT
On Discrete Ambiguity Functions of Random Communication Waveforms
Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Southeast University（东南大学）；Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学）；Technical University of Berlin（柏林工业大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）；Huawei Technologies Co., Ltd.（华为技术有限公司）；University College London（伦敦大学学院）
本文研究了随机通信波形的离散模糊函数，推导了期望边瓣水平和积分边瓣水平的闭式表达式，并揭示了不同调制方式在不同星座分布下的最优性能特性。
2026-02-25 cs.IT eess.SP math.IT
Power-Efficient Ultra-Wideband Waveform Design Considering Radio Channel Effects
提出了一种考虑无线信道影响的低功耗屏蔽约束超宽带（UWB）波形设计方法。基于有限脉冲响应（FIR）滤波器，我们开发了一个凸优化模型的滤波器系数的自相关优化发射信号功率谱，受监管的发射屏蔽。为了提高功率效率，发射机射频（RF）分量的影响被包括在发射机输出波形的优化中，并且无线电传播影响被考虑用于在接收机处进行优化。FIR滤波器的最佳系数是通过对其自相关函数进行谱分解得到的。仿真结果表明，该方法能够在监管机构设定的掩码约束下最大化UWB信号的发射功率，同时减小信道衰减造成的功率损失。
2010-05-11 cs.IT math.IT
Ambiguity Function of the Transmit Beamspace-Based MIMO Radar
本文针对远场目标和窄带波形的情况，推导了基于发射波束域（TB）的多输入多输出（MIMO）雷达的模糊函数（AF）。发射相干处理增益和波形分集的影响被纳入AF定义。为了覆盖由不同因素传递的所有相位信息，我们引入了等效发射相位中心。新定义的AF作为一种广义的AF形式，相控阵（PA）和传统的MIMO雷达AF是重要的特殊情况。我们建立之间的关系，定义的基于TB的MIMO雷达AF和现有的AF结果，包括伍德沃德的AF，AF定义为传统的共址MIMO雷达，以及PA雷达AF，分别。此外，我们比较了基于TB的MIMO雷达AF与平方和形式的AF定义，并确定了两种限制情况下，以限制其在多普勒延迟域中的“清晰区域”，即没有旁瓣。导出了这两种情况下的相应界限，并且表明最坏情况下的界限与传输波形的数量K成反比，而最好情况下的界限与K无关。基于TB的MIMO雷达AF的实际“清晰区域”取决于阵列配置，并且在最坏和最好情况界限之间。我们提出了一个TB的设计策略，以减少AF旁瓣的水平，并在仿真中显示，适当的TB矩阵的设计，导致基于TB的MIMO雷达AF的相对旁瓣水平的减少。
2015-03-23 cs.IT math.IT
Generalized Step-Chirp Sequences With Flexible Bandwidth
针对大规模MIMO波束扫描中平坦频谱需限制在可调通带的需求，提出了具有闭式表达式且带宽可灵活调节的广义阶梯啁啾（GSC）序列。
2024-04-25 cs.IT eess.SP math.IT
Complementary Waveform Coordination for Doppler-Resilient MIMO Radar
Colorado State University（科罗拉多州立大学）；Nvidia（英伟达）；DSTG, Australia（澳大利亚国防科学技术局）；Melbourne University, Australia（墨尔本大学）
本文提出线性代数框架协调D进制发射调度与接收权重，实现参数幺正MIMO雷达多普勒置零，通过模态分解和子空间投影优化信噪比，数值验证四波形配置的全程多普勒抑制。
2026-09-29 cs.IT math.IT
When Do Pilots Matter for OFDM Sensing? Pilot-Data Resource Design for ISAC
State Key Laboratory of Novel Software Technology, Nanjing University（南京大学软件新技术国家重点实验室）；School of Intelligent Software and Engineering, Nanjing University (Suzhou Campus)（南京大学智能软件与工程学院（苏州校区））；Yangtze Delta Region Institute (Quzhou), University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学长三角研究院（衢州））
本文建立导频-数据OFDM感知分析优化框架，推导闭式均方周期自相关函数，揭示导频放置影响条件，提出联合优化设计，显著降低ROI旁瓣并提升测距精度。
2026-09-15 cs.IT math.IT
Joint Transmit Waveform and Receive Filter Design for ISAC System with Jamming
本文针对复杂电磁环境下的ISAC系统抗干扰问题，提出联合优化发射波形与接收滤波器的JTMD和JTMMD两种方案，在满足主瓣、旁瓣和功率约束下最小化多用户干扰，并实现目标参数估计，仿真验证了其在通信和雷达性能上的优越性。
2025-04-11 cs.IT eess.SP math.IT
Group-Theoretic Wideband Radar Waveform Design
我们研究仿射群理论的背景下，设计雷达波形，服从所需的宽带模糊函数（WAF）。WAF是通过将信号与其时间扩张、多普勒频移和延迟副本相关来获得的。我们认为WAF定义为群$a\cdot x + b$的酉表示的系数函数。这实质上是一个应用于雷达波形设计的代数问题。关于这个主题的先前工作主要分析窄带模糊函数。在这里，我们表明，当感兴趣的基础宽带信号是脉冲或脉冲训练，可以建立一个紧密的框架来设计该波形。具体地说，我们通过最小化框架的边界常数的比率来设计雷达信号，以便在WAF中获得较低的旁瓣。这种最小化通过基于差集构建码本来执行，以实现Welch界。我们表明，这样得到的紧框架连接的小波变换，定义的WAF。
2022-07-03 cs.IT eess.SP math.IT
Masked Modulation: High-Throughput Half-Duplex ISAC Transmission Waveform Design
针对半双工ISAC系统，提出掩蔽调制（MASM）波形设计，在约50%占空比下实现高通量通信并最小化主瓣波动，且可灵活适应帧级设计。
2025-05-25 cs.IT math.IT
Bayes Information-theoretic Radar Waveform Design and Delay-Doppler Resolution for Extended Targets
在本文中，我们考虑的问题，信息理论的波形设计的主动传感系统，如雷达扩展目标。相反，流行的配方的问题，在估计理论的背景下，我们更感兴趣的贝叶斯决策理论的方法，在环境中存在的目标属于两个或更多的类，其先验是已知的。通过最大化接收信号和目标冲激响应之间的互信息（MI）来设计基于最优信息论的发射波形，从而产生新颖的迭代设计方程。我们还推导出信号噪声比（SNR）最大化的波形。为了证明这种设计方法的优点，给出了信息论波形的延迟-多普勒模糊函数，并与具有类似时间带宽积的巴克码进行了比较。研究发现，信息论波形的模糊函数具有非常尖锐的主瓣，特别是良好的时间自相关特性。
2014-02-21 cs.IT math.IT
On the Effect of Pulse Shaping Filters in Zak-OTFS Waveform for Radar Sensing
Indian Institute of Science, Bangalore（印度科学研究所班加罗尔分校）
本文研究Zak-OTFS雷达波形中不同脉冲成形滤波器（sinc、高斯-辛格滤波器）对自模糊函数的影响，发现sinc和GS滤波器主瓣更窄，在多目标密集场景下分辨率更高，而高斯滤波器旁瓣更低，在稀疏场景下性能更好；当采用干扰抑制接收机时，sinc和GS滤波器在两种场景下均优于高斯滤波器。
2026-05-28 cs.IT eess.SP math.IT
