无蜂窝大规模MIMO遇上OTFS调制

我们首次对无蜂窝大规模多输入多输出（MIMO）系统中的正交时频空（OTFS）调制进行了性能评估。为研究性能与开销之间的权衡，我们采用了嵌入式导频辅助和叠加导频-based信道估计方法。随后，我们推导了单用户下行链路和上行链路频谱效率的闭式表达式，作为接入点（AP）数量、用户数量以及延迟-多普勒域信道估计参数的函数。基于这些解析结果，我们还提出了AP和用户发射功率应满足的新缩放定律，以维持期望的服务质量。研究发现，当AP数量$M_a$无界增长时，我们可以在上行和下行阶段分别将每个用户和AP的发射功率按$1/M_a$和$1/M_a^2$的比例降低。我们在高移动性条件下将OTFS性能与正交频分复用（OFDM）进行了比较。我们的结果表明，在存在阴影相关时，采用嵌入式导频-based信道估计的OTFS调制在$95\%$可能性的每用户下行速率方面比OFDM对应方案高出$30$倍。最后，采用叠加导频-based信道估计时，在相关阴影信道上其中位数速率处的每用户吞吐量提升更为显著。