具有移动性和时延扩散的信道中的差分通信使用 Zak-OTFS-计算机科学-信道可预测性-时延多普勒调制-差分通信.pdf

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具有

移动性和时延扩散的信道中的差分通信使用

Zak-OTFS

SandeshRaoMattu,NishantMehrotra,andRobertCalderbankFellow,IEEE

摘要—Zak变换为基础的正交时频空域（Zak-OTFS）是由于导频符号不携带任何信息，因此频繁的导频传输会

一种在延迟多普勒（DD）域中进行信号处理的调制方案。当导致频谱效率损失。需要不同的技术来减少导频传输的

从DD域观察时，信道是可以预测的。然而，即使使用了Zak-频率。已经提出了许多方案以实现这一目标[2]–[5]。本

OTFS，仍需要定期发送导频符号，尽管频率较低。本文提出了

文重点讨论差分通信方案。

本一种适用于Zak-OTFS系统的差分通信方案，减轻了对周期性

译导频传输的需求。为此，我们分析证明了检测到的数据可以作为差分通信之前在时空块编码（STBC）[3]–[5]的背

中导频，并且从检测到的数据中获得的信道估计能够进一步使检测景下进行了研究。在[3]中，作者使用初始导频传输来

成为可能，从而实现通信中的“差分”方面。具体来说，我们利估计信道。接下来，在假设下一个数据传输期间信道保

2用Zak-OTFS中DD信道的预测能力，使用从前一个时刻的

v持不变的情况下，利用初始信道估计值检测STBC编

3检测数据符号（视为导频）获取的信道估计来检测下一时刻的数

9据，并将这一过程向前推进。该方案的优势在于两点。首先，它码的数据。将检测到的数据建模为导频，并再次用于估

5允许数据符号享受更高的能量，因为原本用于导频符号的能量也计信道，这使得能够检测更多数据。在[4]中，作者使

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1可以分配给数据符号。其次，与点或嵌入式导频相比，它可以实用信息符号的差分编码以使接收端无需进行信道估计

.

7现全频谱效率。与达到全频谱效率的扩散导频方案相比，所提出即可实现检测。在[5]中的作者证明除了无导频通信的

0的方法在较低复杂度下实现了更好的误比特率。

5优势外，差分通信还在物理层之上的更高层次提供了速

2IndexTerms—信道可预测性，时延多普勒调制，差分通率优势。在STBC背景下，由于多天线系统中信道变得

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v信，导频传输，Zak-OTFS。可预测，因此可以实现差分通信[5]。然而，在双重选择

i

x性信道中的单一天线系统中这并不容易适用。为了在这

r

aI.介绍种通信系统中实现可预测性，需要新的调制方案。

N无线通信系统中，信息信号通过无线介质进行传最近，[6],[7]中的作者提出了一种基于Zak变换的

I输。这些信号在接收器[1]接收到之前会经历各种正交时频空域（Zak-OTFS）延迟-多普勒（DD）域调制

失真。为了估计这些失真，发射机发送称为导频的参考方案。Zak-OTFS的一个显著特征是，在DD域中观察

信号，这些信号是接收方已知的。通常，这些导频符号到的信道是可以预测的。这是因为信道变化的速度取决

以比数据符号更高的能量进行传输。接收端执行信道估于反射器的物理特性，实际上这种变化速度很慢。由于

计，即利用接收到的导频符号获得信道的估计值。对于每个Zak-OTFS帧通常持续几毫秒，因此在几个帧传输

快