基于树状波形设计的集成感知与通信系统旁瓣抑制：与 PAPR 抑制的二义性
信号处理
2026-02-24 v1
摘要
集成感知与通信（ISAC）系统的关键挑战在于合成能够同时调制通信消息并实现良好感知性能的波形。ISAC 系统中，标准通信波形可用于感知，因为感知接收器（与发射器共址）已知通信消息从而知晓波形。然而，通信的随机性可能导致波形具有高旁瓣，掩盖弱目标。因此，必要的是通过降低集成旁瓣水平（ISL）来细化通信波形以提高感知性能。这与正交频分复用（OFDM）中的峰均比（PAPR）抑制类似，在后者中需细化 OFDM 调制波形以降低 PAPR。本文灵感来源于 OFDM 中的 PAPR 减少算法，采用树状编码（trellis shaping）于 OFDM 基 ISAC 系统中，以卷积码和维特比解码细化波形以实现特定感知指标。在此方案中，通信数据被编码后映射至不同子载波的调制星座，从而降低时域旁瓣。有趣的观察是，OFDM 基 ISAC 的旁瓣抑制与 OFDM 中的 PAPR 抑制具有二义性，从而共享相似的信号结构。通过数值仿真与基于 USRP 的硬件软件定义无线实验验证了所提树状波形方法的有效性。
引用
@article{arxiv.2505.09173,
title = {Trellis Waveform Shaping for Sidelobe Reduction in Integrated Sensing and Communications: A Duality with PAPR Mitigation},
author = {Henglin Pu and Husheng Li and Zhu Han and H. Vincent Poor},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.09173},
year = {2026}
}