面向高迁移率无线通信的 RIS 增强 OTFS 调制与超采样信号
信息论
2026-05-20 v4 信号处理
math.IT
摘要
高迁移率无线通信系统受到严重的 Doppler 扩展和多径延迟，导致传统调制方案的可靠性和频谱效率受到影响。正交时频空间 (OTFS) 调制通过在时延-多普勒 (DD) 域表示符号，能够在此类环境中提供强大的鲁棒性，而超采样信号 (FTN) 通过有意的符号打包进一步提高频谱效率。同时，可重构智能表面 (RIS) 提供了通过被动波束成形来提高链路质量的前景。受到这些优势的启发，我们提出一种 novel 的 RIS 增强 OTFS 调制与 FTN 信号方案 (RIS-OTFS-FTN)。首先，我们建立了一个统一的 DD 域输入-输出关系，联合考虑 RIS 被动波束成形、FTN 引起的符号间干扰以及 DD 域信道特性。基于此模型，我们提供了帧误差率、频谱效率和峰均功率比 (PAPR) 等方面的全面分析。此外，设计了一种针对量化相位选择的实用 RIS 相位调整策略，以最大化有效信道增益。大量蒙特卡罗仿真基于标准化的扩展车辆 A (EVA) 信道模型验证了理论结果，提供了关于频谱效率、PAPR、输入背-off (IBO) 和误差性能之间权衡的关键见解。提出的 RIS-OTFS-FTN 方案在可靠性和频谱效率方面均实现显著的性能提升，为未来的高迁移率和频谱受限无线系统提供了可行的解决方案。
引用
@article{arxiv.2512.20332,
title = {RIS-Empowered OTFS Modulation With Faster-than-Nyquist Signaling in High-Mobility Wireless Communications},
author = {Chaorong Zhang and Benjamin K. Ng and Hui Xu and Chan-Tong Lam and Halim Yanikomeroglu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.20332},
year = {2026}
}
备注
Revision in IEEE Journal