Wideband MIMO Beampattern Synthesis using Adaptive Frequency Modulated Waveforms
Naval Undersea Warfare Center（海军水下作战中心）
本文提出一种使用多音正弦调频（MTSFM）波形集的优化方法，用于合成逼近期望形状的宽带MIMO发射波束图，通过设计示例验证了该方法的有效性。
2026-08-21 eess.SP
Waveform Design using Multi-Tone Feedback Frequency Modulation
本文介绍了一种使用多音频反馈频率调制（MT-FFM）的波形设计方法，MT-FFM是由[Tomisawa，1981]开发的单振荡器反馈FM方法的推广。MT-FFM利用$K$谐波相关振荡器的集合，每个振荡器由设计参数$z_k$控制，设计参数用作离散参数集，可以修改这些参数集以生成比单个振荡器情况更丰富的调制函数集。由此产生的调制函数表示使用由广义贝塞尔函数组成的Kapteyn级数的形式。介绍了MT-FFM波形的结构，推导了波形调制函数的Kapteyn级数表示，并通过波形设计实例说明了设计方法。
2019-10-07 eess.SP
Redefining Orthogonal Co-Existence: A Mother Waveform Framework for DFT-Based Waveforms
针对5G/6G网络频谱效率、兼容性等挑战，提出以SC-IFDM为母波形的框架，可统一生成多种基于DFT的波形，在通信、感知及共存性能上优于传统设计。
2025-03-16 eess.SP
MIMO Beampattern Synthesis using Adaptive Frequency Modulated Waveforms
本文提出利用多音正弦调频（MTSFM）波形模型合成窄带MIMO方向图的方法，通过修改波形傅里叶系数优化相关矩阵以逼近目标方向图，并通过设计示例验证了性能。
2024-12-10 eess.SP
Adaptive Transmit Waveform Design using Multi-Tone Sinusoidal Frequency Modulation
提出了一种基于多音正弦调频（MTSFM）的自适应波形设计方法。MTSFM波形的调制函数表示为有限傅立叶级数展开。傅立叶系数被用作设计参数的离散集合，其可以被修改以适应波形的属性。MTSFM的设计参数被调整以形成波形的频谱、自相关函数（ACF）和模糊函数（AF）形状。MTSFM波形模型自然具有恒定包络和频谱紧凑的波形，这使得它非常适合在利用高功率放大器的实际雷达/声纳发射机上传输。MTSFM使用广义贝塞尔函数对其时间序列进行了精确的数学定义，该广义贝塞尔函数允许导出其频谱、AF和ACF的封闭形式的解析表达式。这些表达式允许建立定义良好的优化问题，微调MTSFM的属性。这种自适应波形设计模型通过优化最初具有“图钉状”AF形状的MTSFM波形来证明。由此产生的优化设计具有大幅改善的旁瓣电平在指定区域的距离-多普勒平面，而不增加的时间带宽积（TBP），初始化的波形拥有。仿真结果还表明，优化的图钉状MTSFM波形与从已发表文献中可用的设计算法导出的图钉状相位编码波形具有竞争力。
2020-08-21 eess.SP
Characterizing the Narrowband Ambiguity Function of Frequency Modulated OFDM Waveforms
Naval Undersea Warfare Center（海军水下作战中心）
本文表征了采用PSK的FM-OFDM波形的频谱与模糊函数特性，基于EOA模型得出三项关键结论，并提出利用部分子载波作为导频优化ACF旁瓣的波形设计方法。
2026-10-09 eess.SP
Gradient-Descent Based Optimization of Multi-Tone Sinusoidal Frequency Modulated Waveforms
提出一种基于梯度下降和 FFT 的 MTSFM 波形优化算法，在 RMS 带宽约束下最小化 GISL，以低计算成本实现低 ACF 旁瓣并保持主瓣宽度。
2023-04-22 eess.SP
Parameter Design for Secure Affine Frequency Division Multiplexing Waveform
本文研究安全仿射频分复用波形参数设计，分析四个关键参数的作用，发现c1受多普勒频移和预设保护约束，c2有效范围为[0,1]，且最优Lmax等于最大时延，以增强抗窃听性能。
2025-03-25 eess.SP
Exploring the Interdependencies Between Transmit Waveform Ambiguity Function Shape and Off-Axis Bearing Estimation
主动声纳发射器的频率相关波束图过滤传输到介质中的声学信号，也称为传输波形。该过滤对关于目标相对于主响应轴的方位的信息进行编码。对于任何给定的投影仪和发射波形频谱，存在一个最佳的操作角度，最大化的Fisher信息（FI）的目标方位估计。对这种现象的先前研究表明，对于窄带（即，高$Q$）线性调频（LFM）波形，最大FI的角度仅由其中心频率$f_c$确定。然后，通过适当地选择LFM波形的中心频率$f_c$来实现操纵最大方位估计精度的区域。这种精细的方位估计是在不操纵投影仪的主响应轴的情况下完成的。除了线性调频波形，存在各种各样的其他主动声纳波形类型，具有不同的频谱特性。这些其它波形具有与LFM不同的模糊函数（AF）形状，并且通常用于适应主动声纳系统的距离-多普勒分辨率要求。本文研究了发射波形对离轴方位估计性能的影响以及频谱滤波对波形AF形状的影响。对于离轴方位估计，高$Q$波形的性能与LFM相似，而传感器的频谱滤波会扰乱波形的AF形状。
2021-07-27 eess.SP
A Low-Complexity Range Estimation with Adjusted Affine Frequency Division Multiplexing Waveform
本文针对仿射频分复用（AFDM）波形，通过分析模糊函数找到具有近最优时域模糊函数的特定参数c2，并提出基于匹配滤波的低复杂度距离估计算法，在保持与OTFS相同误码率的同时实现近最优距离估计性能。
2023-12-29 eess.SP
Dual Domain Waveform Design for Joint Communication and Sensing Systems
无线通信系统向毫米波（$30-100$ GHz）和亚THz（$>100$ GHz）频段的演进突出了对高移动性场景中的准确和快速波束管理以及主动链路阻塞预测的需求。联合通信和感测（JC\&S）系统旨在使用相同的时间/频率/空间通信资源为通信终端配备感测能力，以解决或缓解上述问题。为了有效地实现，结合通信和感测能力的合适的波形设计是至关重要的。本文提出了一种新颖的双域波形设计方法，该方法将传统的正交频分复用调制方案和感测信号叠加到频-时（FT）域上，该感测信号在延迟-多普勒（DD）域中特意设计。两个信号的功率分别在FT和DD域中进行适当分配，以减少它们的相互干扰并优化通信和传感任务。仿真结果表明了所提出的JC\&S波形设计方法的有效性，在充分的时频资源共享的情况下获得了目标通信和感知性能。
2021-11-24 eess.SP
Orthogonal Time Frequency Multiplexing (OTFDM): A Novel Waveform Targeted for IMT-2030
针对5G现有波形无法满足IMT-2030超低时延、高移动性等需求的问题，本文提出新型OTFDM波形，通过单符号传输、时频复用等技术实现低时延、抗多普勒、低PAPR，经仿真可支持500km/h移动速度，为下一代通信提供新方案。
2024-09-13 eess.SP
Smoothed Phase-Coded FMCW: Waveform Properties and Transceiver Architecture
研究了平滑相位编码调频连续波形（SPC-FMCW），旨在改善同频带内多部雷达的共存性，并对低ADC采样要求的接收策略进行了研究。利用高斯滤波器获得平滑的波形相位过渡，然后在波形传输前进行二次相位滞后补偿以增强解码。在不同的域中检查所提出的波形，并从理论上分析和实验证明其波形特性。仿真和实验结果表明，所引入的波形与研究的处理步骤有助于结合FMCW波形的所有优点，包括硬件简单性和接收机的小工作带宽，与相位编码的优点。
2023-01-25 eess.SP
OFDM-based Waveforms for Joint Sensing and Communications Robust to Frequency Selective IQ Imbalance
针对OFDM联合感知与通信中的IQ不平衡问题，提出一种新波形，既不增加噪声基底也不减小最大无模糊距离，通过移动鬼影目标至不同速度便于跟踪算法识别，并设计完整通信系统，经BER仿真验证有效。
2023-11-16 eess.SP
The Chebyshev Polynomial Series Frequency Modulation Model for Waveform Design and Analysis
The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；University of New Hampshire（新罕布什尔大学）；University of Cincinnati（辛辛那提大学）
本文提出了一种基于Chebyshev多项式性质的新型多项相位信号模型，用于生物声学信号建模和非多项相位信号的近似。
2026-03-02 eess.SP
Algorithms for Locating and Characterizing Cable Faults via Stepped-Frequency Waveform Reflectometry
本文提出了有效而准确地实现步进频率波形反射计（SFWR）的算法，即基于使用正弦脉冲串的反射计技术。这种技术对于监测连接电缆的健康状态很有用，但也有许多其他应用，如其他反射技术。本文概述了SFWR的理论，突出了与反射信号中的瞬态分量相关的问题;提出了一种方法，以最小化瞬态的影响，估计的频率响应函数（FRF）的利益非常低的系统误差;显示如何使用FRF定位和表征电缆故障;使用具有确切已知特性的模拟电缆，准确评估与所提出的方法相关的误差。总体而言，本文演示了SFWR技术如何有效地用于测试电缆，并在一般情况下确定，通过反射计，感兴趣的传输线参数。
2020-02-18 eess.SP
Design of Frequency Index Modulated Waveforms for Integrated SAR and Communication on High-Altitude Platforms (HAPs)
针对HAPs平台雷达通信一体化需求，本文提出基于LFM跳频与频率索引调制（FIM）并结合QAM的波形设计，推导其模糊函数并提出相位补偿与两步ML解调算法，实现SAR成像与通信传输。
2024-12-22 eess.SP
Waveform Design and Accurate Channel Estimation for Frequency-Hopping MIMO Radar-Based Communications
基于跳频MIMO雷达的双功能雷达通信（FH-MIMO DFRC）要求通信符号速率超过雷达脉冲重复频率，这就需要对定时偏差和信道参数进行精确估计。然而，由于未知的，快速变化的跳频和定时偏移和信道参数之间的乘法耦合的估计是具有挑战性的。在本文中，我们开发了一个单天线通信接收机的精确方法来估计定时偏移和信道的FH-MIMO DFRC。首先，我们设计了一种新的FH-MIMO雷达波形，它使通信接收机能够估计雷达使用的跳频序列（HFS），而不是从雷达获取它。重要的是，新的波形不会降低雷达测距性能。然后，通过捕捉不同的HFS特征，我们开发了两个估计器的定时偏移和推导出每个估计的均方误差下限。使用的界限，我们设计了一个HFS，使这两个估计适用。在此基础上，提出了一种精确的信道估计方法，利用单跳信道估计定时偏差。仿真结果表明，所提出的方法能够获得准确的信道估计，使DFRC的通信性能接近于基于理想定时和理想信道知识的通信性能。
2020-09-29 eess.SP
Characterizing the Narrowband Ambiguity Function of Multi-Tone Sinusoidal Frequency Modulated Waveforms
本文研究主动声呐MTSFM波形的窄带模糊函数，推导EOA参数闭式表达式以控制主瓣与RDCF，并通过约束数值优化抑制ACF旁瓣。
2023-12-08 eess.SP
Unimodular Waveform Design that Minimizes PSL of Ambiguity Function over A Continuous Doppler Frequency Shift Region of Interest
本文针对连续多普勒频移区域上的单模波形设计问题，提出将非凸半无限规划转化为带秩一约束的半定规划并用SROCR算法求解，以最小化模糊函数峰值旁瓣电平，仿真验证其优于现有方法并能有效防止虚警。
2025-04-08 eess.SP
Signal Detection in Distributed MIMO Radar with Non-Orthogonal Waveforms and Sync Errors
尽管在文献中常规地使用，但是正交波形可能在具有空间分离的发射（TX）和接收（RX）天线的分布式多输入多输出（MIMO）雷达中失去正交性，因为波形可能经历不同TX-RX传播路径所特有的不同延迟和多普勒频率偏移。在这种情况下，用于解开RX处的波形的每个波形特定匹配滤波器（MF）的输出包含\auto项和多个交叉项，即，期望波形和不期望波形的滤波响应。我们考虑了非正交波形及其交叉项对目标检测的影响，有或没有定时，频率和相位误差。为此，我们提出了一个通用的分布式MIMO雷达的信号模型，检查目标检测使用现有的相干/非相干检测器和两个新的检测器，包括一个混合检测器，需要相位相干本地，但不跨分布式天线，并提供了一个统计分析，导致封闭形式的表达式的虚警和检测概率的所有检测器。我们的研究结果表明，交叉项可以表现得像敌人或盟友，分别，如果他们和自动长期添加破坏性或建设性的，这取决于传播延迟，频率和相位偏移。关于同步误差，我们表明，相位误差只影响相干检测器，频率误差降低所有，但非相干检测器，而所有的定时误差，这导致在信噪比（SNR）的损失的影响。
2021-02-19 eess.SP
Design of Anti-Jamming Waveforms for Time-Hopping Spread Spectrum Systems in Tone Jamming Environments
本文研究了跳时扩频系统中，在估计干扰频率的情况下，如何设计波形来抑制单音干扰信号的问题。所提出的波形设计通过最小化模板和STJ信号之间的相关性来优化TH SS系统的抗干扰（AJ）性能，其中通过采用有限数量的矩形脉冲来简化波形优化问题。这种简化最终使波形的设计转化为求矩阵的特征值和特征向量的问题。仿真结果表明，所提出的方案设计的波形为我们提供了性能优越的不仅是传统的波形，而且削波接收机在减轻STJ。即使在STJ的估计频率不理想的情况下，所提出的设计的波形也表现出期望的AJ能力。
2019-11-24 eess.SP
A Secure ISAC Waveform Design Framework via Random Frequency and PRI Agility
本文提出一种基于随机频率和脉冲重复间隔捷变的安全ISAC波形设计框架，利用共享秘密混淆雷达参数以提升安全性，并集成多种调制方式提高数据速率，通过模糊函数验证了良好的感知性能。
2025-09-25 eess.SP
Practical Synchronization Waveform for Massive Machine-Type-Communications
本评注针对2017年一篇mIoT同步波形论文未涉及的频率误差信息提取、定时估计优化、波形参数频谱适配等实用关键问题展开讨论，填补该研究的落地应用细节空白。
2018-04-13 eess.SP
A Unified Multicarrier Waveform Framework for Next-generation Wireless Networks: Principles, Performance, and Challenges
Sun Yat-sen University（中山大学）；Guangdong Provincial Key Laboratory of Sea-Air-Space Communication, China（中国海空天通信广东省重点实验室）；Nanyang Technological University（南洋理工大学）；AUMOVIO-NTU Corporate Lab（奥莫维欧-南洋理工大学企业实验室）；Southeast University（东南大学）；National Mobile Communications Research Laboratory（移动通信国家重点实验室）；Frontiers Science Center for Mobile Information Communication and Security（移动信息通信与安全前沿科学中心）；Purple Mountain Laboratories（紫金山实验室）；South China University of Technology（华南理工大学）；University of Essex（埃塞克斯大学）
本文提出了一种统一多载波波形框架，用于下一代无线网络，分析不同波形的原理、性能及适用场景，为6G标准化提供参考。
2026-03-06 eess.SP
Robust OFDM integrated radar and communications waveform design based on information theory
考虑了一种雷达与通信综合系统，其中单基地雷达收发机既用于目标分类，又用作通信发射机。雷达组合的传播-目标响应（雷达传播信道和目标的联合响应）和通信信道响应通常是频率选择性的，但是对应的频率响应函数并不确切地已知。特别地，这些频率响应函数仅已知位于不确定性类中。为保证IRCS同时具有良好的目标分类性能和通信速率，提出了一种稳健的正交频分复用（OFDM）雷达通信一体化波形设计方法。该方法找到一个波形，同时提供了一个足够大的加权和的通信数据信息率（SNR）和条件互信息（MI）之间的观测信号和雷达目标在整个不确定性类。首先，推导了基于OFDM雷达和通信波形的条件MI和条件SNR。然后，一个强大的OFDM IRCW优化问题的基础上的最小最大设计哲学，从而推导出封闭形式的解决方案。最后，给出了几个数值算例，验证了该方法的有效性.
2019-05-22 eess.SP
Waveform Design for OFDM-based ISAC Systems Under Resource Occupancy Constraint
针对OFDM基ISAC系统闲置资源导致高旁瓣影响性能的问题，提出兼顾通信与资源占用约束的波形设计，通过最小化近距目标时延多普勒估计CRB并结合矩阵补全插值解决欠采样，性能优于现有方法。
2023-12-19 eess.SP
Channel-Aware Waveform Selection Criteria Across Different Waveform Domains
Istanbul Medipol University（伊斯坦布尔医学波大学）
本文提出了一种通用可扩展的通道模型，用于评估6G网络中不同波形的性能，揭示了在稀疏假设下隐藏的干扰结构，并开发了基于延迟-多普勒可分辨性、平稳性条件和有效SINR的通道感知波形优先框架。
2026-05-02 eess.SP
A DAFT Based Unified Waveform Design Framework for High-Mobility Communications
针对高移动性多载波通信抵抗大时延-多普勒扩展的需求，本文提出基于离散仿射傅里叶变换（DAFT）的统一波形设计框架，利用啁啾斜率因子k统一OTFS等波形，并验证了高信噪比下调整k可提升误码率性能。
2024-06-04 eess.SP
Derivation of an aggregated band pseudo phasor for single phase pulse width modulation voltage waveforms
本文将单相PWM电压波形方程从傅里叶级数形式变换为一种变分形式，其中每个提交频带中的电压被表示为一个单一的调频电压。
2018-11-14 eess.SP
Optimized Waveform Design for OFDM-based ISAC Systems Under Limited Resource Occupancy
本文针对有限资源占用下基于OFDM的ISAC系统感知性能受限问题，提出一种基于Schatten p准范数近似矩阵补全的插值技术优化波形设计，有效抑制旁瓣并提升感知性能。
2024-06-27 eess.SP
TV-Regularized Frequency-Domain Full-Waveform Inversion for Single-Sided Linear Ultrasound Array Data
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
本文提出一种适用于单侧线性超声阵列的频域全波形反演方法，通过TV正则化和高效计算技术，实现对组织声速和衰减的定量重建，提升临床应用效果。
2026-04-17 eess.SP
Time-warped Trials
我概述了一个信号的响应策略，用于调整事件时间之间的时间序列试验的上下文中，显着的事件时间，如发作和偏移试验之间的变化。这些变化阻止了在实际环境中对试验的直接比较，因为比较需要等长的时间序列（Salari等人，2019年）。像动态时间规整这样的算法可以帮助我们局部量化这些变化，但不能很好地应用于时间序列信号的连续变换，而不需要插值或下采样来添加或删除样本（Jamid，2004; Eckner，2014）。我表明，考虑到填充和采样频率，sinc插值足以重新采样部分的试验间隔，以产生等长的时间锁定的试验，相关的，并强烈近似其未翘曲的同行，最小的插值效果。具体来说，我表明，插值效应可以最小化过采样，选择性地插入不对齐的部分试验的平均不对齐的事件长度，并插入不对齐的事件与足够的零填充。然后，插值信号的带宽限制远低于奈奎斯特频率，并满足奈奎斯特-香农采样定理，以确保完美的重建，我发现我可以跟踪和潜在的抵消信号能量的影响。
2023-02-01 eess.SP
Rethinking Next-Generation Signal Waveform: Integration of Orthogonality and Non-Orthogonality
University College London（伦敦大学学院）；Technical University of Berlin（柏林工业大学）；Tongji University（同济大学）；The University of Warwick（华威大学）
本文提出了一种整合正交与非正交的信号波形方法，通过SC-NOFS(2D)实现6G通信的高数据率、低延迟和可持续性需求。
2026-03-05 eess.SP
Characterizing the Ambiguity Function of Constant-Envelope OFDM Waveforms
研究了采用相移键控（PSK）的恒包络正交频分复用（CE-OFDM）波形的雷达模糊函数（AF）特性。CE-OFDM实际上是多音正弦调频（MTSFM）波形的特殊情况，其允许将MTSFM模型的许多相同数学技术应用于CE-OFDM模型。这导致CE-OFDM波形的频谱、AF和自相关函数（ACF）的新颖紧凑的封闭形式表达式。CE-OFDM的AF的主瓣结构由模糊椭圆（EOA）模型表征。这产生CE-OFDM的均方根（RMS）带宽和波形的AF主瓣中存在的距离-多普勒耦合程度的精确闭合形式表达式。这些表达式示出了采用PSK作为符号编码方案的CE-OFDM波形对于固定的调制指数$h$和子载波数目$L$将具有固定的RMS带宽。此外，我们表明EOA模型预测，采用PSK编码的CE-OFDM波形几乎总是具有“图钉状”AF形状。
2023-03-16 eess.SP
Passive Phased Array Acoustic Emission Localisation via Recursive Signal-Averaged Lamb Waves with an Applied Warped Frequency Transformation
这项工作提出了一个概念，使用无源相控阵（PPA）兰姆波的本地化。使用数值确定的相速度信息将扭曲频率变换（WFT）应用于所采集的信号以补偿信号色散。虽然强大，但材料属性之间的不确定性不能完全消除色散，因此利用阵列的紧密元件内间距来允许假设每个采集的信号是其相邻对应物的缩放、平移和噪声副本。在此之后，递归的信号平均方法，使用人工时间锁定去噪所获得的信号，假设存在非相关的，零均值噪声。与带通滤波器的应用不同，信号平均方法不去除潜在有用的频率分量。所提出的方法进行了比较，对带通滤波的方法，通过参数研究。最后对该技术的应用和发展前景作了进一步的讨论。
2021-10-13 eess.SP physics.app-ph physics.ins-det
CDMA and Non-Uniform Multiplexing: Dynamic Range in MIMO Radar Waveforms
本文比较了多种MIMO雷达复用技术，通过仿真评估发射机数量增加对系统动态范围的影响及可扩展性，为实际应用中的复用策略选择提供了权衡见解。
2024-08-26 eess.SP
A Novel Interference Minimizing Waveform for Wireless Channels with Fractional Delay: Inter-block Interference Analysis
针对4G/5G系统中资源块带限导致的时间局部化破坏和块间干扰问题，本文提出用一组相互正交且无时频移位关系的离散长球序列（DPSS）替代传统Gabor帧多载波波形，并推导IBI上界，仿真验证其可有效减少块间干扰。
2024-09-04 eess.SP
Superimposed Chirp Waveforms for SWIPT with Diplexer-based Integrated Receivers
提出用于 SWIPT 的叠加 chirp 波形与子带选择方案，并结合 DIR 接收机，推导平均收集能量闭式表达式，证明其在能量收集、多用户公平性和传输区域上的增益。
2023-11-08 eess.SP
Sub-Nyquist Sampling OFDM Radar With a Time-Frequency Phase-Coded Waveform
本文提出一种时频相位编码欠采样OFDM雷达系统，通过在时频域乘以相位码划分子带，在无需额外硬件下降低ADC采样率，有效消除符号失配噪声并提高目标检测信噪比。
2024-03-21 eess.SP
Low-PAPR OFDM-ISAC Waveform Design Based on Frequency-Domain Phase Differences
针对集成感知与通信场景下的低PAPR OFDM波形设计问题，提出基于频域相位差的PLPOI波形及ADMM求解算法，在PAPR和误码率性能上较传统方案有显著提升。
2025-03-19 cs.IT eess.SP math.IT
Experimental emulation for OTFS waveform RF-impairments
正交时频空间（OTFS）波形超越了正交频分复用（OFDM）在具有高时频色散信道的高移动性环境中所面临的挑战。由于实际脉冲整形设计和RF损伤效应对波形行为有直接影响，本文研究了实际脉冲整形设计的实验实现和影响OTFS波形性能的RF损伤，并将其与作为基准的OFDM波形进行比较。首先分析了双色散信道的影响，然后建立了一个实验框架来研究射频损伤，包括非线性、载波频率偏移、I/Q不平衡、直流偏移和相位噪声。实验是在真实的室内无线环境中进行的，使用基于Keysight EXG X系列设备的软件定义无线电（SDR）。实验结果验证了理论结果的准确性。
2022-06-17 cs.SY eess.SP eess.SY
Overview and Performance Analysis of Various Waveforms in High Mobility Scenarios
在下一代无线通信系统（超过5G/6 G）的高移动性场景中，由于大的多普勒频移导致子载波之间的正交性的损失，正交频分复用（OFDM）的性能急剧恶化。各种新兴的波形已经提出了快速时变信道具有良好的效果。在本文中，我们从调制域的角度对这些波形进行了分类，并建立了一个统一的框架，以提供全面的系统结构比较。然后分析了在双选择性信道中各波形的误比特率性能。通过对它们的复杂度和与OFDM系统兼容性的讨论，给出了候选波形的建议。
2023-02-28 cs.NI eess.SP
High-Accuracy Multi-Node Ranging For Coherent Distributed Antenna Arrays
介绍了相干分布式天线阵列中高精度节点间测距波形的设计和实验实现。基于频谱稀疏的高精度测距波形，所提出的多频波形能够在阵列中的多个节点之间同时进行高精度测距，而不受干扰。该波形是基于一个独特的时间-频率波形的方法，结合了步进频率波形与不同的步骤周期，每个节点对。波形还固有地包括有益的消歧属性。推导了波形的模糊函数，并得到了测距精度的理论界。测量是在三元件分布式阵列中的软件定义的基于无线电的节点中进行的，展示了两个从节点和一个主节点之间的高精度无模糊测距。
2020-02-06 cs.SY eess.SP eess.SY
Two Types of Mixed Orthogonal Frequency Division Multiplexing (X-OFDM) Waveform for Optical Wireless Communication
强度调制的光无线通信（OWC）要求调制后的射频（RF）信号为实非负。为了满足这一要求，本文提出了两种混合正交频分复用（X-OFDM）波形。子载波在频域中的厄米特对称（HS）特性保证了时域中的信号是真实的，这将频谱效率降低到$1/2$。对于频域中的奇数子载波，在逆快速傅里叶变换（IFFT）之后的时域中的信号是反对称的。对于频域中的偶数子载波，IFFT之后的时域中的信号是对称的。根据X-OFDM的反对称和对称特性，设计了两种X-OFDM波形，保证了时域信号的非负性，且不需要直流偏置。对于频域中的$N$个子载波，时域中的生成信号具有$3N/2$点，这进一步将频谱效率降低到$1/3 = 1/2 \times 2/3$。数值仿真结果表明，在OWC信道中存在信号相关噪声和/或信号无关噪声的情况下，两种X-OFDM波形都能显著提高功率效率。
2020-11-07 cs.SY eess.SP eess.SY
A Novel Waveform Design for OFDM-Based Joint Sensing and Communication System
5G中的主要波形是正交频分复用（OFDM）。由于OFDM能够提供出色的数据传输能力和准确的感知信息，因此OFDM仍将是6 G中联合通信和感知（JCAS）的一种有前途的波形候选。本文提出了一种基于OFDM的对角波形结构和相应的信号处理算法。该方法沿着时频资源块的对角线分配感测信号。因此，线性结构中的感测信号跨越频域和时域两者。通过对对角传感信号进行一维离散傅里叶变换，可以同时估计目标的距离和速度。与传统的2D-DFT OFDM雷达算法相比，该算法的计算复杂性较低。此外，感测开销可以显著减少。所提出的波形的性能进行了评估，使用仿真和结果分析。
2023-01-09 cs.IT eess.SP math.IT
Classification of Common Waveforms Including a Watchdog for Unknown Signals
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）；Baylor University（贝勒大学）；US Army Research Laboratory（美国陆军研究实验室）
在本文中，我们研究了使用深层多层感知器模型架构来将接收到的信号样本分类为来自通信和雷达网络中使用的四种常见波形之一：单载波（SC）、单载波频分多址接入（SC-FDMA）、正交频分复用（OFDM）和线性调频（LFM）。不需要信号的同步，因为我们假设存在未知且未补偿的时间和频率偏移。还检查了具有深度CNN架构的自动编码器，以创建未知波形类型的新的第五分类类别。这是通过从雷达和通信波形的均方根误差（RMSE）计算最小和最大阈值来实现的。分类器和自动编码器一起工作以监测频谱区域，从而识别操作区域内的常见波形以及检测未知波形。测试结果表明，该分类器在0 dB以上的分类率为100%，在信号损伤情况下，-10 dB和-5dB的分类准确率分别为83.2%和94.7%。异常检测器的结果显示，当使用高值快速傅里叶变换（FFT）尺寸时，在SNR大于0 dB时，具有85.3%的准确度和100%的信号损伤。当信号中引入额外的噪声时，准确的检测率下降，在-5dB和-10dB时分别为78.1%和56.5%。然而，这些低速率可以通过使用更高的FFT大小来缓解，这也在我们的结果中显示。
2021-08-16 cs.LG eess.SP
Unitary-Precoded Single-Carrier Waveforms for High Mobility: Detection and Channel Estimation
本文提出了酉预编码单载波（USC）调制作为一个家庭的波形的基础上复用的信息符号的时域酉基函数。这些基函数的共同特性是它们跨越整个时间和频率平面。最近提出的分别基于离散傅里叶变换（DFT）和沃尔什哈达玛变换（WHT）的正交时频空间（OTFS）和正交时间序列复用（OTSM）属于USC波形的一般框架。在这项工作中，我们提出了信道估计和检测方法，适用于任何USC波形和数值表明，任何选择的酉预编码结果在相同的错误性能。最后，我们实现了一些USC系统，并在实时室内环境中使用SDR平台将其性能与OFDM进行了比较。
2022-01-25 cs.DM eess.SP
A cryogenic SRAM based arbitrary waveform generator in 14 nm for spin qubit control
量子比特门序列的实现需要具有可编程幅度、持续时间、间隔和相位的相干微波控制脉冲。提出了一种基于SRAM的自旋量子比特低温控制任意波形发生器。在这项工作中，我们证明了一个完全可编程的射频任意波形发生器在14纳米FinFET技术的低温操作。来自控制处理器的波形序列可以存储在SRAM存储器阵列中，该SRAM存储器阵列可以被实时编程。波形模式通过源串联端接的数模转换器转换为微波脉冲。该芯片在4K下工作，能够在所需的载波频率下生成任意包络形状。AWG的总功耗为40 - 140mW，在4 K，取决于波特率。在4 K下测量到1 - 17 GHz的宽信号频带，而使用频分复用可以在40 dB的平均无杂散动态范围内实现多量子比特控制。这项工作为最佳量子位控制和闭环反馈控制铺平了道路，这是实现低延迟错误缓解所必需的
2022-11-03 eess.SP quant-ph
Integrated Sensing and Communication System via Dual-Domain Waveform Superposition
集成传感和通信（ISAC）系统被认为是第六代（6 G）网络的关键组成部分之一。ISAC中的一个具有挑战性的主题是在相同的时间-频率-空间资源上结合通信和感测功能的单个波形的设计，允许通过部分或全部硬件共享来调整两者的性能。本文提出了一种双域波形设计方法，叠加到频时（FT）域的传统正交频分复用（OFDM）信号和感测一个，故意设计在延迟多普勒域。利用感测信号w.r.t.通过使用OFDM，有可能超过传统多载波系统特有的监管带宽限制，以增加感测性能，同时使通信基本上不受影响。数值和实验结果证明了双域波形的有效性，尽管与用于通信的信号相比，用于感测的信号的功率减少至少30 dB。双域ISAC波形在延迟估计的Cramér-Rao界（高达20 dB）方面优于OFDM和正交时频空间（OTFS），这要归功于其优异的分辨率，而对可实现的速率的损失可以忽略不计。
2022-12-15 cs.IT eess.SP math.IT
Waveform and Beamforming Design for Intelligent Reflecting Surface Aided Wireless Power Transfer: Single-User and Multi-User Solutions
本文研究了智能反射面辅助无线电能传输的波形和无源波束形成设计。在发射功率约束和无源波束形成相位单位模约束条件下，基于交替优化（AO）框架，以最大化输出直流电流加权和为目标，推导了广义多用户和低复杂度单用户算法。输入信号波形和IRS无源波束形成相移被联合设计为用户的个人频率选择性信道状态信息（CSI）的函数。研究了能量采集器的非线性特性，并对频率选择性IRS（FS-IRS）和频率平坦IRS（FF-IRS）两种IRS部署方案进行了建模和分析。本文强调了这样一个事实，即IRS可以提供一个额外的无源波束成形增益输出直流功率比传统的WPT设计和显着影响的波形设计，利用无源波束成形，频率分集和能量采集器的非线性的好处。尽管FF-IRS的输出直流电流比FS-IRS低，但它仍然比传统WPT设计实现了大幅增加的直流功率。性能评估证实了联合波形和无源波束形成设计的显著优势，考虑到能量采集器的非线性，以提高单用户和多用户WPT系统的性能。
2021-07-09 cs.IT eess.SP math.IT
Computationally efficient full-waveform inversion of the brain using frequency-adaptive grids and lossy compression
一种称为全波形反转的断层扫描技术最近显示出作为一种快速，负担得起的和安全的模式来使用超声波对大脑进行成像的前景。然而，其高计算成本和内存占用目前限制了其临床应用。在这里，我们通过成像域的频率自适应离散化和有损压缩技术来解决这些挑战。由于全波形反演依赖于伴随状态方法，因此每次迭代都涉及在离散时空网格上求解波动方程并存储数值解以计算梯度更新。计算成本取决于网格大小，而网格大小由建模的最大频率控制。由于传播的频率通常在重建过程中变化，我们通过允许网格大小在整个反演过程中变化来减少重建时间和内存使用。此外，我们将这种方法与多种有损压缩技术相结合，利用波场的稀疏性，以进一步减少其内存占用。我们探索应用这些技术在空间，小波和波原子域。使用人头模型的数值实验表明，我们的方法导致减少30%的重建时间和高达三个数量级的内存，而可以忽略不计的影响重建的准确性。
2021-11-08 eess.SP physics.app-ph physics.comp-ph
Waveform Manipulation Against DNN-based Modulation Classification Attacks
本研究针对基于DNN的调制分类窃听攻击，提出通过混入连续时间FM混淆信号操纵发射波形的防御方法，可在不影响合法接收的前提下将窃听者分类性能降至10%以下。
2023-10-03 cs.CR eess.SP
Joint radar and communications with multicarrier chirp-based waveform
我们考虑了一个多载波的啁啾为基础的联合雷达和通信（JRC）系统的波形，并推导出其时间离散的周期模糊函数（AF）。波形的优点在于它包括一组波形参数（例如，啁啾率），其与发射序列一起可以被选择以沿着延迟轴或多普勒轴将AF灵活地成形为图钉状或脊状。这些形状适用于不同的使用情况，例如，目标检测或时间和频率同步。结果表明，在大多普勒频率信道上，该算法的信号检测性能优于OFDM和DFT-s-OFDM。此外，它示出了如何发送序列可以被选择，以实现0 dB的峰均功率比（PAPR）的波形。
2022-09-02 cs.IT eess.SP math.IT
