正交时频空调制中发射端与接收端窗函数的设计
信息论
2020-10-27 v1 math.IT
摘要
本文研究了发射端与接收端窗函数对正交时频空(OTFS)调制性能的影响，并提出了用于提升OTFS信道估计与数据检测性能的窗设计方案。具体而言，在假设收发端采用理想脉冲整形滤波器的前提下，我们推导了加窗对时延-多普勒(DD)域有效信道及其估计性能、总平均发射功率以及有效噪声协方差矩阵的影响。当收发端可获得信道状态信息(CSI)时，我们分析了数据检测的最小均方误差(MSE)，并提出了一种最优发射窗以最小化检测MSE。所提最优发射窗可解释为一种水银/注水功率分配方案，即先注水银再倒水以预均衡时频(TF)域信道。当发射端无CSI但接收端可估计CSI时，我们提出在发射端或接收端施加Dolph-Chebyshev(DC)窗，该窗能有效增强DD域有效信道的稀疏性。得益于增强的DD域信道稀疏性，由分数多普勒引起的信道扩散被显著抑制，从而相较于矩形窗，在信道估计与数据检测中均获得更低的误码平底。仿真结果验证了所得解析结果的准确性，并证实了所提窗设计在提升信道估计与数据检测性能方面优于传统矩形窗设计。
引用
@article{arxiv.2010.13005,
title = {Transmitter and Receiver Window Designs for Orthogonal Time Frequency Space Modulation},
author = {Zhiqiang Wei and Weijie Yuan and Shuangyang Li and Jinhong Yuan and Derrick Wing Kwan Ng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.13005},
year = {2020}
}
备注
30 pages, 9 figures, submitted to IEEE Transactions on Communications