OTFS——延迟-多普勒域中通信与雷达感知的数学基础
信号处理
2023-02-20 v1 信息论
math.IT
摘要
正交时频空 (OTFS) 是一种在延迟-多普勒 (DD) 域处理信号的通信与主动感知框架。本文探讨 OTFS 框架的三个关键特征，并阐释它们对应用的价值。第一个特征是对无线信道的紧凑且稀疏的 DD 域参数化，其中参数直接映射到构成散射环境的反射体的物理属性，因此这些参数可预测地演化。第二个特征是一种与 DD 信道模型相匹配的新型波形/调制技术，将信息符号嵌入 DD 域。信道输入与输出之间的关系是局部化、非衰落且可预测的，即使在显著延迟和多普勒扩展存在时也是如此，因此信道可被高效获取与均衡。通过避免衰落，均衡后信噪比在数据包中所有信息符号上保持恒定，从而误码性能优于当代多载波波形。此外，OTFS 载波波形是 DD 域中的局部化脉冲，使得能够同时沿延迟和多普勒分离反射体，并实现环境的高分辨率延迟-多普勒雷达图像。换言之，DD 参数化提供了通信与雷达的通用数学框架。这是 OTFS 框架的第三个特征，其非常适用于涉及自驾驶汽车与无人地面/空中载具（自/网络控制）的智能交通系统。OTFS 波形能够在广泛用户速度范围内支持稳定且优越的性能。
引用
@article{arxiv.2302.08696,
title = {OTFS -- A Mathematical Foundation for Communication and Radar Sensing in the Delay-Doppler Domain},
author = {Saif Khan Mohammed and Ronny Hadani and Ananthanarayanan Chockalingam and Robert Calderbank},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.08696},
year = {2023}
}
备注
Accepted for publication in IEEE BITS the Information Theory Magazine