本發(fā)明涉及無線通信，尤其涉及一種高效的otfs時延-多普勒域符號檢測方法。

背景技術：

1、otfs(orthogonal?time?frequency?space,正交時頻空)是一種將信息符號調制在時延-多普勒域上的新型二維調制技術。諸多研究表明，在高速移動場景otfs相比ofdm(orthogonal?frequency?division?multiplexing，正交頻分復用)技術性能更優(yōu)。信道估計、檢測是otfs接收的兩個關鍵技術，其中otfs信道估計常用數(shù)據(jù)輔助法，即發(fā)送端在時延-多普勒域插入已知導頻符號，接收端根據(jù)受信道影響的導頻符號在時延-多普勒域的響應估計csi(channel?state?information，信道狀態(tài)信息)；otfs檢測根據(jù)csi和信息符號在時延-多普勒域的響應估計信息符號。由于otfs的導頻符號、信息符號均位于時延-多普勒域，對時延-多普勒域等效傳輸表示，即構建otfs在時延-多普勒域的等效輸入輸出關系是otfs信道估計和檢測的基礎。

2、raviteja?p等在2018年ieee?transactions?on?wireless?communications期刊發(fā)表的論文“interference?cancellation?and?iterative?detection?for?orthogonaltime?frequency?space?modulation”詳細分析了otfs的信號處理、傳輸過程，提出了一種能夠適應小數(shù)時延信道的otfs時延-多普勒域等效傳輸表示方法。當發(fā)射機、接收機成形脈沖非理想正交，或者小數(shù)時延/多普勒同時存在時，該方法具有較高的復雜度(方法1)。

3、raviteja?p等2018年在ieee?transactions?on?vehicular?technology期刊發(fā)表的論文“practical?pulse-shaping?waveforms?for?reduced-cyclic-prefix?otfs”將等效信道傳輸矩陣分別為兩個矩陣相乘的形式，其中一個矩陣表示多普勒，另一個表示信道時延。該方法僅不適合小數(shù)時延信道(方法2)。

4、綜上所述，當信道存在小數(shù)時延/多普勒，或發(fā)射機/接收機成形脈沖無法滿足理想正交條件時，現(xiàn)有的otfs時延-多普勒域符號檢測方法存在無法適應信道小數(shù)時延，或者復雜度高的問題。因此，如何提供一種高效的otfs時延-多普勒域符號檢測方法，使之適應小數(shù)時延/多普勒信道是本領域技術人員極為關注的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明針對信道存在小數(shù)時延/多普勒，且脈沖成形波形非理想正交的情況，提供一種高效的otfs時延-多普勒域符號檢測方法。

2、本發(fā)明采用的技術方案為：

3、一種高效的otfs時延-多普勒域符號檢測方法，其中，為待發(fā)送的時延-多普勒域符號，為接收端的時延-多普勒域符號，發(fā)射端、接收端過采樣率均為ns，采樣周期為ts，發(fā)射端、接收端脈沖成形波形分別為gtx(·)、grx(·)；該方法包括以下步驟：

4、步驟1，將otfs調制過程表示為矩陣mt：

5、

6、其中，fm和fn分別表示m、n點的傅里葉變換矩陣，其m行、n列元素為m、n分別表示頻率、時間維度格點數(shù)；表示的前m列；分別表示fn、的共軛轉置；表示克羅內特積；gtx為對角矩陣，t表示符號周期；

7、步驟2，將無線信道傳輸過程表示為矩陣ht：

8、

9、其中，p表示信道的傳輸路徑數(shù)，hi表示第i條路徑對應的路徑增益，δi是一個對角矩陣，νi表示第i條路徑對應的多普勒；k表示多普勒索引；κi表示第i條路徑的小數(shù)時延；ki表示第i條路徑的整數(shù)時延；

10、p為前向移位陣，表示為：

11、

12、ci[l,κi]表示為：

13、

14、步驟3，將otfs解調過程表示為矩陣mr：

15、

16、其中，表示的前m行，grx為對角矩陣陣，

17、步驟4，用時延-多普勒域等效傳輸矩陣he表示otfs時延-多普勒域等效傳輸：

18、he＝mrhtmt；

19、步驟5，用接收端的時延-多普勒域符號時延-多普勒域等效傳輸矩陣he以及高斯白噪聲的方差σ2，計算估計的時延-多普勒域發(fā)送符號

20、

21、其中，i表示單位矩陣；

22、完成符號檢測。

23、采用本發(fā)明可以獲得以下有益效果：

24、1.本發(fā)明用矩陣ti表示信道延遲，ti的計算過程聯(lián)合相鄰4個信道整數(shù)時延，能夠實現(xiàn)信道小數(shù)時延表示。雖然現(xiàn)有技術中的方法1、方法2也能實現(xiàn)信道小數(shù)時延表示，但是本方法在表示精度、誤碼性能與比方法2更好，與方法1相近；表示復雜度比方法1更低。

25、2.本發(fā)明中的ns是可設的，而現(xiàn)有方法1、方法2均只能適應ns＝1的情況。

技術特征：

1.一種高效的otfs時延-多普勒域符號檢測方法，其特征在于，為待發(fā)送的時延-多普勒域符號，為接收端的時延-多普勒域符號，發(fā)射端、接收端過采樣率均為ns，采樣周期為ts，發(fā)射端、接收端脈沖成形波形分別為gtx(·)、grx(·)；該方法包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明涉及一種高效的OTFS時延?多普勒域符號檢測方法，屬于無線通信技術領域。本發(fā)明首先采用一個矩陣表示OTFS調制過程，用一個矩陣表示無線信道傳輸過程，用一個矩陣表示OTFS解調過程；然后，用時延?多普勒域等效傳輸矩陣表示OTFS時延?多普勒域等效傳輸；最后，用接收端的時延?多普勒域符號、時延?多普勒域等效傳輸矩陣以及高斯白噪聲的方差，計算估計的時延?多普勒域發(fā)送符號，完成符號檢測。本發(fā)明在信道存在小數(shù)時延/多普勒，或發(fā)射機/接收機成形脈沖無法滿足理想正交條件時，更適應信道小數(shù)時延且復雜度更低。

技術研發(fā)人員：張藝帆,王方剛,郝亞星,王荊寧,吳丹,孫騰,徐聰,及文鶴
受保護的技術使用者：中國電子科技集團公司第五十四研究所
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/26