集成传感与通信（ISAC）系统关键技术及前沿进展综述

《IEEE Wireless Communications Letters》：Scanning the Literature For October 2026 Issue

　　

采用OTFS波形和虚拟阵列的ISAC MIMO系统

Kailong Wang和Athina Petropulu，《IEEE J. Selected Areas Commun.》，第44卷，2026年。

作者来自美国新泽西州皮斯卡特维市罗格斯大学电气与计算机工程系（电子邮件：[e-mail]；[e-mail]）。

本文提出了一种基于正交时频空间（OTFS）波形的多输入多输出（MIMO）集成传感与通信（ISAC）框架，适用于高移动性环境。主要挑战在于同时实现高通信容量和高传感分辨率。虽然让所有发射天线共享整个多普勒延迟（DD）资源网格可以最大化通信性能，但这会破坏接收端的正交性，阻碍虚拟阵列的形成，限制角分辨率，并增加多目标估计的复杂性。为了解决这些问题，作者提出了一种混合的共享-私有资源分配策略：在天线之间共享DD域资源以保持频谱效率，同时在选定的TF资源中置零以创建少量私有TF资源。共享的DD资源可以实现对目标角度、距离和速度的低复杂度粗略估计，而私有TF资源则提供正交观测数据，有助于构建虚拟阵列和进行高分辨率目标参数的稀疏信号恢复。该框架还包含了处理分数多普勒效应和实际矩形脉冲形状的机制。仿真结果表明，基于虚拟阵列的方法能够成功区分物理接收阵列无法区分的紧密间隔目标，显著提高传感精度，并且在某些情况下达到了克拉美-罗下界（CRLB）的估计性能。此外，该方法在分数多普勒和矩形脉冲条件下仍然具有鲁棒性，且在代表性配置中只会导致微小的通信速率损失，从而在通信效率和传感性能之间实现了良好的平衡。

利用去噪扩散概率模型进行ISAC系统的异常检测

Michael Onyekwelu和Dongweon Yoon，《IEEE J. Selected Areas Commun.》，第44卷，2026年。

作者来自韩国首尔汉阳大学电子工程系（电子邮件：[e-mail]；[e-mail]）。

本文提出了一种基于去噪扩散概率模型（DDPM）的异常检测（OOD）框架，用于非合作式集成传感与通信（ISAC）系统。其动机在于需要在下游任务（如自动调制分类）处理之前识别未知或意外的波形，因为OOD信号可能导致误分类、误报警和情境感知下降。现有的OOD检测方法往往难以泛化ISAC环境中遇到的各种雷达和通信波形。为了解决这一挑战，作者提出了一种统一的生成框架，该框架将雷达和通信信号转换为互补的图像表示。这些多模态输入通过带有U-Net核心的DDPM进行处理，DDPM通过迭代去噪过程学习分布内信号的分布特征。累积的去噪损失被用作OOD评分，而Youden的J统计量用于确定最佳检测阈值。在涉及多种通信调制和雷达波形的三种非合作ISAC场景中进行了大量实验。结果表明，所提出的DDPM检测器始终优于传统的OOD检测方法，包括去噪自编码器、变分自编码器、基于GAN的方法和ResNet50-Mahalanobis基线。该模型在简单场景中实现了近乎完美的OOD检测性能，并在波形多样性更高的更具挑战性的环境中保持了强大的鲁棒性。此外，潜在空间分析表明，学习到的DDPM表示保留了信号的区分特征，使其不仅适用于OOD检测，也适用于下游的调制分类任务。

双静态ISAC系统中的跨频感知

Yanmo Hu、Kai Wu、J. Andrew Zhang、Weibo Deng和Y. Jay Guo，《IEEE Trans. Wireless Commun.》，第25卷，2026年。

Yanmo Hu和Weibo Deng来自中国哈尔滨工业大学海洋环境监测与信息处理重点实验室及电子与信息工程学院（电子邮件：[e-mail]；[e-mail]）。

Kai Wu、J. Andrew Zhang和Y. Jay Guo来自澳大利亚新南威尔士州悉尼科技大学的全球大数据技术中心（电子邮件：[e-mail]；[e-mail]；[e-mail]）。

本文提出了一种用于缓解双静态ISAC系统中时钟异步问题的两种跨频感知技术。在双静态感知中，发射机和接收机使用独立的时钟 oscillators，导致时间偏移、载波频率偏移和相位偏移，从而引入延迟和多普勒歧义，妨碍了相干感知。现有解决方案主要依赖于跨天线处理，后者利用阵列内天线共享的公共时钟。然而，这些方法要么减少了可用的空间自由度，要么导致复杂的非线性信号模型，对于天线资源有限的系统来说不太可行。为了克服这些限制，作者发现了双静态感知信号矩阵在频域中的旋转不变性。基于这一属性，他们构建了两个相关的频域子矩阵，并开发了两种时钟偏移抑制方法：跨频互相关（CFCC）和跨频信号比（CFSR）。这两种方法都能消除主导的时钟偏移，而不牺牲空间感知能力，甚至可以在单天线配置下运行。CFCC通过共轭互相关来抑制时钟异步，而CFSR则利用信号比处理实现完全的偏移消除和感知矩阵的恢复。作者进一步推导了剩余偏移误差、目标信噪比（SNR）、延迟分辨率和最大无歧义延迟的解析表达式，并提出了剩余偏移的补偿技术。使用商用WiFi硬件进行的广泛仿真和现场实验证明了所提方法的有效性。结果表明，与最先进的双静态感知方法相比，CFCC和CFSR显著提高了感知精度，其中CFSR在目标SNR性能上接近理想无偏移系统的性能，并接近相应的CRLB。

合作式ISAC网络的AP模式选择和功率分配的双时间尺度设计

Zhichu Ren、Cunhua Pan、Hong Ren、Dongming Wang、Lexi Xu和Jiangzhou Wang，《IEEE Trans. Wireless Commun.》，第25卷，2026年。

Zhichu Ren、Cunhua Pan、Hong Ren、Dongming Wang和Jiangzhou Wang来自中国南京东南大学国家移动通信研究院（电子邮件：[e-mail]；[e-mail]；[e-mail]；[e-mail]；[e-mail]）。

Lexi Xu来自中国北京中国联合网络通信研究院（电子邮件：[e-mail]）。

本文研究了一种用于合作式双静态ISAC网络中接入点（AP）模式选择和功率分配的双时间尺度设计框架。主要挑战在于，基于瞬时信道状态信息（CSI）优化AP操作模式需要在每个信道相干间隔内频繁更新，导致计算复杂度过高、 signaling 开销大和延迟。为了解决这个问题，作者提出了一种实用的双时间尺度架构：波束成形根据快速变化的瞬时CSI进行调整，而AP模式选择和功率分配则利用变化缓慢的统计CSI（如用户和感知目标的位置）进行优化。AP之间的信道以及AP与用户之间的信道使用最小均方误差估计器进行估计，同时采用低复杂度的最大比率传输波束成形和最大比率组合检测。基于这些设计，作者推导出了用户遍历速率和感知信噪比（SINR）的闭合形式表达式，从而无需依赖大量的蒙特卡洛仿真即可高效评估性能。然后，作者制定了一个非凸混合整数优化问题，以在满足通信服务质量（QoS）要求的同时最大化最小感知SINR。为了解决这个具有挑战性的问题，应用了McCormick包络松弛和连续凸逼近（SCA）技术将其转化为可迭代的子问题。仿真结果表明，推导出的闭合形式表达式与蒙特卡洛仿真结果非常吻合，验证了该分析框架的有效性。此外，所提出的优化AP模式选择和功率分配策略在感知SINR方面显著优于基准方案（包括随机、贪婪和均匀分配方法），同时保持了通信要求。结果还显示算法收敛速度快，与穷举搜索相比性能接近最优，并大幅减少了系统开销，突出了所提出的双时间尺度合作式ISAC设计的有效性和实际价值。