6G新波形:OTFS

 产业动态     |       2021/12/27 19:20:05
最近,面向未来6G无线接入系统,新的正交时频空(OTFS)得到广泛关注,IEEE甚至将在明年6月举办“6G和未来高速移动场景通信的OTFS”专题研讨会以推动OTFS进一步发展。

星地一体融合组网已经成为公认的6G潜在关键技术方向之一,以打造空-天-海-地一体化泛在通信基础设施,全面赋能万事万物。由此,6G将会有很多新的高速移动场景,保障这些高速移动场景下的通信能力是6G面临的一个严峻挑战——届时,于4G和5G统中广泛应用的正交频分复用(OFDM)将不再适用,因为6G终端高速移动时,在严重多普勒频移下,OFDM会遭受严重的子载波间干扰,子载波不再正交,系统性能会严重下降。

对OFDM进行修补/增强,比如学术界提出的一些基于时频域多普勒频偏抑制或消除的方法,要么效果不明显(仍然面临性能严重恶化),要么虽然效果比较明显但是工程实施的复杂性很高从而并不实用。

于是,一种新的正交时频空(OTFS)调制技术被提出,并被广泛认为是是克服6G终端高速移动场景下通信挑战的重要技术途径。OTFS的基本原理是,把需要传输的数据/符号调制到时延-多普勒域上,充分利用信道的时延-多普勒域特性(时变信道的时延-多普勒域信道具有稀疏且长期近似稳定不变的特性),从而即使在高速移动场景时频双选信道条件下,每个发送符号都经历几乎相同的时延-多普勒域信道,获得系统的时频分集增益。

但是OTFS也需要解决一些技术挑战。自OTFS技术提出以来,MIMO-OTFS系统得到广泛关注与研究。由于存在信道多径干扰,OTFS系统接收端的信号会遭受严重符号间干扰,在接收端需要匹配合适的信道均衡器以消除干扰、恢复发送信号,或者在发送端设计合适的预编码机制对干扰进行预先消除。除此之外,在多用户MIMO-OTFS系统中还存在多用户间干扰以及天线间干扰,需要找到抵抗甚至消除这些干扰的方法。


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