A key challenge for a common waveform for Integrated Sensing and Communications (ISAC) - widely seen as an attractive proposition to achieve high performance for both functionalities, while efficiently utilizing available resources -- lies in leveraging information-bearing channel-coded communications signals (c.c.s) for sensing. In this paper, we investigate the sensing performance of c.c.s in (multi-user) interference-limited operation, and show that it is limited by sidelobes in the range-Doppler map, whose form depends on whether the c.c.s modulates a single-carrier or OFDM waveform. While uncoded communications signals -- comprising a block of $N$ i.i.d zero-mean symbols -- give rise to asymptotically (i.e., as $N \rightarrow \infty$) zero sidelobes due to the law of large numbers, it is not obvious that the same holds for c.c.s, as structured channel coding schemes (e.g., linear block codes) induce dependence across codeword symbols. In this paper, we show that c.c.s also give rise to asymptotically zero sidelobes -- for both single-carrier and OFDM waveforms -- by deriving upper bounds for the tail probabilities of the sidelobe magnitudes that decay as $\exp( - O($code rate $\times$ block length$))$. This implies that for any code rate, c.c.s are effective sensing signals that are robust to multi-user interference at sufficiently large block lengths, with negligible difference in performance based on whether they modulate a single-carrier or OFDM waveform. We verify the latter implication through simulations, where we observe the sensing performance (characterized by the detection and false-alarm probabilities) of a QPSK-modulated c.c.s (code rate = 120/1024, block length = 1024 symbols) to match that of a comparable interference-free FMCW waveform even at high interference levels (signal-to-interference ratio of -11dB), for both single-carrier and OFDM waveforms.


翻译:集成遥感和通信(ISAC) 通用波形的关键挑战 — 被广泛认为是一个具有吸引力的建议, 以达到两种功能的高性能, 同时高效利用现有的资源 — 在于利用含有信息的频道编码通信信号( c.c.s) 进行感测。 在本文中, 我们调查了( 多用户) 干扰操作限制中的 c.c.s. 的感知性能, 并显示它受范围- Doppler 地图的侧边线的制约, 其形式取决于 c. c. 调制一个单级驱动器或DM 波形的高度。 而未编码的通信信号 -- 包括一个含有足够美元 i. i. d. 零度信号的区块 。 在本文中, 由( $\ rightrroror) 的电磁性能( rorder) 和 美元- c. c. 电压的电流性能, 我们通过一个硬度的直径比值, 显示, 和 美元的电压的上值的性变的性性性能性能, 。

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