全球6G技术大会：2024正交时频空方案（OTFS）白皮书（48页）.pdf

1、1/47目录目录1.引言引言.21.1 文档结构.21.2 主要的应用场景.32.OTFS 基本原理基本原理.42.1 OTFS 调制发射机原理.42.2 OTFS 调制接收机原理.62.3 OTFS 输入输出关系分析.73.时延多普勒域信道特征分析时延多普勒域信道特征分析.93.1 时延多普勒域信道特性.93.1.1 信道的确定性描述.93.1.2 信道相干区域和平稳区域.103.2 高铁场景实测时延多普勒域信道特性.113.2.1 基于 LTE-R 的高铁信道扩展函数测量系统.113.2.2 基于 LTE-R 的高铁信道扩展函数表征.123.3 OTFS 在实测信道下性能评估.144.OT

2、FS 信道估计与数据检测信道估计与数据检测.154.1 低 PAPR 的 OTFS 信道估计导频设计.154.2 非整数格点下的 OTFS 信道估计.184.3 基于期望传播的低复杂度 OTFS 数据检测方案.205.OTFS 扩展方案扩展方案.225.1 基于多天线的 OTFS 方案.225.1.1 MIMO-OTFS 的导频设计.225.1.2 基于多天线阵列的低复杂度低开销 OTFS 收发机.255.2 OTFS 赋能的多址接入技术方案.285.2.1 正交时频码域多址接入方案.285.2.2 基于记忆近似消息传递（MAMP）算法的 OTFS-SCMA 系统.315.3 OTFS 赋能的

3、通信感知一体化（OTFS-ISAC）方案.365.3.1 OTFS-ISAC 方案优势.365.3.2 OTFS-ISAC 波形设计.376.OTFS 的演进方案的演进方案.396.1 新型的时延多普勒域多载波调制方案.396.2 OTFS 与 OFDM 的融合帧结构设计.407.总结与展望总结与展望.43参考文献参考文献.45参与单位参与单位.472/471.引言引言在 4G，5G，WiFi 等无线通信系统中，正交频分复用（Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,OFDM）技术获得了广泛的应用。基于循环前缀的 OFDM 可以很好地应对多径衰落，并且

4、仅需低复杂度的频域均衡器。随着无线通信的发展，复杂散射环境下的高速移动通信场景愈发丰富，例如车辆网、高速铁路、低轨卫星通信等，这些通信场景现已或将在未来极大地改变人们的生活方式。然而，受多普勒扩展的影响高速移动下的OFDM 将丧失子载波正交性，其传输可靠性变差。为此，在下一代移动通信系统中面向高速移动场景设计新型的多载波调制方案十分重要。近年来，研究者们提出了正交时频空（Orthogonal Time Frequency Space，OTFS）多载波调制技术。与 OFDM 技术不同的是，该技术在时延多普勒域（Delay Doppler，DD）中开展资源映射，并基于 DD 域信道的稀疏性和稳定性

5、可以在高速移动条件下实现与 OFDM 相比更高的数据传输可靠性。为了调研 OTFS 的基本原理、研究与应用现状、发展前景，为工业界和学术界同仁提供技术参考，本白皮书将从以下六个方面对 OTFS 进行介绍：（1）OTFS 基本原理；（2）时延多普勒域信道特性；（3）OTFS 的发射波形设计；（4）OTFS 的接收方案设计（5）OTFS 赋能的多天线、多用户、通感一体化方案；（6）OTFS 的演进方案。1.1 文档结构文档结构第 1 章为引言，对本白皮书的范围及结构进行介绍，并介绍 OTFS 所面向的应用场景，指出该类场景中由高速移动所带来的需求及挑战，从而引出 OTFS 技术研究的必要性。第 2

6、 章对 OTFS 的基本设计原理进行叙述，包括介绍 SFFT 及 DZT 两种 OTFS 调制实现方式及收发机方案简述。第 3 章对时延多普勒域信道特征进行分析，针对高速铁路等高速移动场景分析时延多普勒域信道的稀疏性、紧致性、稳定性及可分性。第 4 章介绍 OTFS 的接收方案设计，包括低 PAPR 的信道估计导频设计，非整数格点下的 OTFS 信道估计，基于期望传播的低复杂度 OTFS 数据检测方案。第 5 章介绍 OTFS 赋能的多天线、多用户、通感一体化方案，包括 MIMO-OTFS 的系统设计，面向超大规模机器类通信的卫星和高铁等高速移动场景的免授权多址接入方案，基于 OTFS 的通信