Zak-OTFS 中不同延迟-多普勒滤波器的 I/O 关系闭式表达式
摘要
Zak-OTFS 调制中延迟-多普勒（DD）域的信机运算，包括信机端的 DD 域滤波，涉及扭卷积运算。扭卷积运算导致端到端 DD 域输入输出（I/O）关系中出现多个积分。I/O 关系在信机实现的性能评估与算法开发中起关键作用。本文推导了 Zak-OTFS 中离散 DD 域 I/O 关系及噪声协方差的闭式表达式。我们分别针对信机端的 sinc 与高斯脉冲成形 DD 滤波器进行推导。在信机接收端，考虑三种类型的 DD 滤波器：(i) 接收滤波器与发射滤波器相同（称为“相同滤波”），(ii) 接收滤波器匹配发射滤波器（称为“匹配滤波”），(iii) 接收滤波器匹配发射滤波器与信道响应（称为“信道匹配滤波”）。在除 sinc 相同滤波情况外的所有情况下，我们推导出 I/O 关系与噪声协方差的精确闭式表达式。对于 sinc 相同滤波情况，推导近似闭式表达式并证明其准确性。利用所推导的闭式表达式，我们评估了不同发射/接收滤波器配置下 Zak-OTFS 的比特错误性能。我们的结果表明，在采用 Vehicular-A（Veh-A）信道模型并考虑分数 DDs 的情况下，匹配滤波在大多数情况下实现略好或与相同滤波相当的性能，而信道匹配滤波在三者中 achieves 最佳性能。
引用
@article{arxiv.2504.18887,
title = {Closed-Form Expressions for I/O Relation in Zak-OTFS with Different Delay-Doppler Filters},
author = {Arpan Das and Fathima Jesbin and Ananthanarayanan Chockalingam},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.18887},
year = {2025}
}
备注
IEEE TVT. Copyright IEEE. Personal use of this material is permitted. Permission from IEEE must be obtained for all other uses, in any current or future media, including reprinting/republishing this material for advertising or promotional purposes, creating new collective works, for resale or redistribution to servers or lists, or reuse of any copyrighted component of this work in other works