时空频率综合感知与通信网络
信号处理
2026-04-14 v1
摘要
集成感知与通信 (ISAC) 通过在感知和数据链路之间共享波形、频谱和硬件，实现高时频效率。然而，商业蜂窝网络因受限的孔径、带宽和相干观察时间限制，难以实现细粒度的角动量、距离和 Doppler 分辨率。本文我们提出一种时空频率综合 ISAC 架构，将来自分布式发射器和接收器在时间区间和频率带上的观察融合在一起。我们发展了一个用于多站动和单站动配置的统一信号模型，推导了用于位置和速度估计的 Cramer-Rao 下界 (CRLB)。分析表明，空间多样性、多频段操作和观察调度如何影响 Fisher 信息。我们还比较了集中最大似然估计 (MLE) 和两个阶段信息融合 (TSIF) 方法的估计性能，后者首先估计每个路径的时延和径向速度，然后通过 Gauss-Newton 算法求解加权非线性最小二乘问题进行融合。数值结果表明，MLE 方法在高信噪比 (SNR) 条件下接近 CRLB，而两个阶段方法在中到高 SNR 条件下保持具有竞争力，但在低 SNR 条件下会恶化。一个核心发现是，完全综合的网络处理是必需的，因为单个基站 (BS) 的估计随后进行的融合在低 SNR 条件下始终优于且不稳定。该框架为将现有通信基础设施升级为密集感知网络提供了实际指导。
引用
@article{arxiv.2511.15198,
title = {Space-Time-Frequency Synthetic Integrated Sensing and Communication Networks},
author = {Henglin Pu and Xuefeng Wang and Lu Su and Husheng Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.15198},
year = {2026}
}