信号处理总览

OpenISAC 在同一套 OFDM 参数下统一组织四类处理：BS 到 UE 的下行通信、UE 到 BS 的上行通信、BS 侧多通道单站感知，以及 UE 侧双站感知。各部分共享帧索引、子载波索引和参考信号定义，因此通信估计得到的定时、频偏与信道信息可以自然延伸到感知处理。

完整处理链

1. BS 和 UE 分别在下行与上行资源网格中映射同步序列、导频和编码后的 QPSK 符号。
2. 各资源网格经过 IFFT 与循环前缀插入，形成连续 OFDM 波形；TDD 在同一帧内划分下行、保护和上行符号，FDD 在两个载波上同时传输。
3. UE 利用下行同步字段完成与 BS 的初始时偏和频偏估计及校正；进入正常接收后，下行和上行分别利用各自参考信号完成信道估计，并采用相同形式的残余 CFO/SFO 估计与补偿。
4. 通信链路对每个数据资源进行信道均衡、QPSK 软解映射和 LDPC 解码，分别恢复下行与上行信息。
5. BS 将各感知通道的接收栅格除以已知下行发送栅格，得到多通道时频信道张量，并进一步形成距离–多普勒–角度结果或微多普勒谱。
6. UE 先从下行通信判决中重构未知数据符号，再形成双站信道网格；连续时偏与 SFO 补偿使双站时延–多普勒感知和微多普勒感知在长时间观测中保持稳定。
7. 当上下行同时启用时，eRTM 算法利用上下行信道互易关系估计 BS 和 UE 端的定时偏差。

全章符号

符号	含义
$x\in\{\mathrm{DL},\mathrm{UL}\}$	下行或上行链路
$\gamma$	连续 OFDM 帧索引
$m$	帧内 OFDM 符号索引
$n$	FFT 索引；$\kappa_n$ 为该 FFT 索引对应的子载波索引
$r=0,\ldots,R-1$	BS 感知阵列通道索引
$\boldsymbol B_\gamma^x$	链路 $x$ 的发送资源网格
$\boldsymbol Y_\gamma^x$	FFT 后的接收资源网格
$\boldsymbol H_\gamma^x$	通信信道频率响应
$\boldsymbol F_\gamma$	去除调制后的感知信道符号
$\tau_{l,\mathrm{prop}}^x(t)$	链路 $x$ 第 $l$ 条路径的真实无线传播时延
$\tau_x^\mathrm{RF}$	链路 $x$ 发射链和接收链的固定合成 RF 群时延
$\tau_d^q(t)$	接收端 $q$ 当前解调窗口相对于发射端帧边界的时变偏移
$\tau_\mathrm{TO}^q(t)$	端点 $q\in\{\mathrm{BS},\mathrm{UE}\}$ 的本地观测路径时延相对真实传播时延的公共偏移
$\tau_\mathrm{TO}^{\mathrm{BS-UE}}(t)$	$\tau_\mathrm{TO}^\mathrm{BS}(t)-\tau_\mathrm{TO}^\mathrm{UE}(t)$

斜体小写、粗体小写和粗体大写分别表示标量、向量和矩阵；$(\cdot)^T$、$(\cdot)^H$ 与 $(\cdot)^*$ 分别表示转置、共轭转置和复共轭。

阅读顺序

建议按以下顺序阅读：

• 信号模型统一定义上下行、多通道单站与双站传播模型。
• OFDM 资源定义连续波形、TDD/FDD 资源集合和参考信号。
• 初始同步说明 UE 如何利用下行同步字段完成初始时偏和频偏获取与校正。
• 下行通信和上行通信分别完成信道估计、残余 CFO/SFO 补偿与信息恢复。
• 单站感知和双站感知从同一资源网格推导感知结果；OTA LoS 跟踪与 eRTM 作为双站感知的两种可选定时方法在后者中说明。

以下推导默认信道最大时延扩展不超过循环前缀，且单个 OFDM 符号内的多普勒远小于子载波间隔。此时符号间干扰与载波间干扰可以忽略，接收栅格可采用逐资源元素模型。