针对车联网场景下多入多出-正交时频空(Multiple-Input Multiple-Output-Orthogonal Time Frequency Space,MIMO-OTFS)系统的信道状态信息(Channel State Information,CSI)反馈问题,提出了一种面向时延-多普勒(Delay-Dopler,DD)域CSI反...针对车联网场景下多入多出-正交时频空(Multiple-Input Multiple-Output-Orthogonal Time Frequency Space,MIMO-OTFS)系统的信道状态信息(Channel State Information,CSI)反馈问题,提出了一种面向时延-多普勒(Delay-Dopler,DD)域CSI反馈的时间差分架构Transformer网络(Time-differencing Architecture Delay-Doppler Transformer Network,TA-DD-TransNet),引入分时反馈机制,将残差信息建模与压缩反馈相结合。网络结构融合Transformer的全局建模能力与卷积神经网络的局部特征提取优势,在保持CSI重构精度的同时显著降低了反馈比特数与计算复杂度。在不同车速、信噪比及非完美信道估计条件下的仿真实验结果表明,所提方法在归一化均方误差(Normalized Mean Squared Error,NMSE)和余弦相似度指标上均优于CsiNet、CsiNet+和BCsiNet。在60 km/h、30 dB信噪比、1/4压缩率下,TA-DD-TransNet的NMSE约-27 dB,余弦相似度达0.96。复杂度分析显示,TA-DD-TransNet在1/4压缩率下的编码器和解码器浮点运算次数分别为1.809×10^(7)和2.281×10^(7),参数量均为8.4×10~6左右,显著低于CsiNet+。所提方法能满足车联网中对高可靠低时延通信的实际需求。展开更多
在研究正交时频空(Orthogonal Time Frequency and Space,OTFS)调制原理基础上设计了一种基于零后缀(Zero Suffix,ZP)保护的OTFS波形方案。提出了同步、信道估计方法和基于时延-时域最大比合并(Maximum Ratio Combining,MRC)的检测算法...在研究正交时频空(Orthogonal Time Frequency and Space,OTFS)调制原理基础上设计了一种基于零后缀(Zero Suffix,ZP)保护的OTFS波形方案。提出了同步、信道估计方法和基于时延-时域最大比合并(Maximum Ratio Combining,MRC)的检测算法并对该算法进行了化简;给出了信道插值和MRC检测器硬件实现方案并对提出的OTFS系统波形进行了现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)硬件实现,验证了所设计OTFS系统关键算法的可行性。测试结果表明,所设计OTFS系统具有良好的抗双选择性衰落性能。展开更多
相比较正交频分复用,正交时频空间(orthogonal time frequency space,OTFS)调制具有较低峰均功率比,能有效抵抗多普勒产生的时间选择性衰落,在双扩展信道中具有良好的性能优势。然而,常规的OTFS线性最小均方误差(linear minimum mean sq...相比较正交频分复用,正交时频空间(orthogonal time frequency space,OTFS)调制具有较低峰均功率比,能有效抵抗多普勒产生的时间选择性衰落,在双扩展信道中具有良好的性能优势。然而,常规的OTFS线性最小均方误差(linear minimum mean square error,LMMSE)方法复杂度高,不易实时处理,为解决这一问题,提出了基于最优坐标下降的无穷范数约束均衡算法。该算法通过一定的迭代次数得到最优解,避免了直接矩阵求逆,采用无穷范数约束均衡提升了符号检测的性能增益。同时利用OTFS在时延-多普勒域信道矩阵每列向量二范数平方相等和稀疏性的特点,进一步降低坐标下降的复杂度。在设计的水声通信场景下,对所提均衡算法的有效性进行了仿真验证,结果表明所提均衡算法在保证低复杂度情况下误码性能接近最小均方误差性能。展开更多
正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)是近年来被首次提出的一项新型调制技术,能够在高速移动等具有高多普勒的通信场景中工作。目前关于该技术的接收机算法研究,主要集中在信道状态信息已知时的均衡算法上,而针对此技术...正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)是近年来被首次提出的一项新型调制技术,能够在高速移动等具有高多普勒的通信场景中工作。目前关于该技术的接收机算法研究,主要集中在信道状态信息已知时的均衡算法上,而针对此技术的同步算法并未得到充分研究。对此,在现有导频辅助的信道估计算法基础上,提出一种OTFS系统在时域的载波同步技术。所提方法在计算形式上具有易于硬件实现的特点,且仿真结果表明其误码率能够满足工作需要,从而证明了OTFS系统在调制域估偏,然后在时域进行纠偏的可行性。展开更多
文摘针对车联网场景下多入多出-正交时频空(Multiple-Input Multiple-Output-Orthogonal Time Frequency Space,MIMO-OTFS)系统的信道状态信息(Channel State Information,CSI)反馈问题,提出了一种面向时延-多普勒(Delay-Dopler,DD)域CSI反馈的时间差分架构Transformer网络(Time-differencing Architecture Delay-Doppler Transformer Network,TA-DD-TransNet),引入分时反馈机制,将残差信息建模与压缩反馈相结合。网络结构融合Transformer的全局建模能力与卷积神经网络的局部特征提取优势,在保持CSI重构精度的同时显著降低了反馈比特数与计算复杂度。在不同车速、信噪比及非完美信道估计条件下的仿真实验结果表明,所提方法在归一化均方误差(Normalized Mean Squared Error,NMSE)和余弦相似度指标上均优于CsiNet、CsiNet+和BCsiNet。在60 km/h、30 dB信噪比、1/4压缩率下,TA-DD-TransNet的NMSE约-27 dB,余弦相似度达0.96。复杂度分析显示,TA-DD-TransNet在1/4压缩率下的编码器和解码器浮点运算次数分别为1.809×10^(7)和2.281×10^(7),参数量均为8.4×10~6左右,显著低于CsiNet+。所提方法能满足车联网中对高可靠低时延通信的实际需求。
文摘在研究正交时频空(Orthogonal Time Frequency and Space,OTFS)调制原理基础上设计了一种基于零后缀(Zero Suffix,ZP)保护的OTFS波形方案。提出了同步、信道估计方法和基于时延-时域最大比合并(Maximum Ratio Combining,MRC)的检测算法并对该算法进行了化简;给出了信道插值和MRC检测器硬件实现方案并对提出的OTFS系统波形进行了现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)硬件实现,验证了所设计OTFS系统关键算法的可行性。测试结果表明,所设计OTFS系统具有良好的抗双选择性衰落性能。
文摘相比较正交频分复用,正交时频空间(orthogonal time frequency space,OTFS)调制具有较低峰均功率比,能有效抵抗多普勒产生的时间选择性衰落,在双扩展信道中具有良好的性能优势。然而,常规的OTFS线性最小均方误差(linear minimum mean square error,LMMSE)方法复杂度高,不易实时处理,为解决这一问题,提出了基于最优坐标下降的无穷范数约束均衡算法。该算法通过一定的迭代次数得到最优解,避免了直接矩阵求逆,采用无穷范数约束均衡提升了符号检测的性能增益。同时利用OTFS在时延-多普勒域信道矩阵每列向量二范数平方相等和稀疏性的特点,进一步降低坐标下降的复杂度。在设计的水声通信场景下,对所提均衡算法的有效性进行了仿真验证,结果表明所提均衡算法在保证低复杂度情况下误码性能接近最小均方误差性能。
文摘正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS)是近年来被首次提出的一项新型调制技术,能够在高速移动等具有高多普勒的通信场景中工作。目前关于该技术的接收机算法研究,主要集中在信道状态信息已知时的均衡算法上,而针对此技术的同步算法并未得到充分研究。对此,在现有导频辅助的信道估计算法基础上,提出一种OTFS系统在时域的载波同步技术。所提方法在计算形式上具有易于硬件实现的特点,且仿真结果表明其误码率能够满足工作需要,从而证明了OTFS系统在调制域估偏,然后在时域进行纠偏的可行性。
