[发明专利]基于接收符号分块的OTFS系统符号检测方法

说明书

本发明公开了一种基于接收符号分块的OTFS系统符号检测方法，主要解决现有技术中符号检测复杂度较高、检测接收符号速度较慢的问题。其实现步骤是：1、接收发射端发送的时域信号；2、对时域信号进行维格纳变换得到时频域信号；3、对时频域信号进行辛傅里叶变换得到时延‑多普勒域的接收符号；4、采用分块检测算法对接收符号分块；5、获得发送符号的估计值。本发明采用分块检测算法对接收符号进行分块后再对每个独立的接收符号块做符号检测，降低了OTFS系统整体符号检测的复杂度，提高了检测接收符号的速度。

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及无线通信技术领域中的一种基于接收符号分块的正交时频空OTFS(Orthogonal Time Frequency Space)系统符号检测方法。本发明可用于从OTFS系统接收信号中检测出与发送符号相符的对应符号。

背景技术

目前，在4G、5G以及WIFI无线网络中广泛使用的正交频分OFDM(OrthogonalFrequency Division Multiplexing)调制技术容易受到多普勒效应的影响。OTFS在高移动性无线通信场景下相较于OFDM有着更好的性能表现。正交时频空OTFS是一种在时延多普勒域进行调制的二维调制方案，通过一系列二维变换，将双色散信道转换为在时延多普勒域近似非衰落的信道。OTFS系统面临的挑战主要来自两个方面：一个是如何精确的估计时延多普勒信道状态信息(CSI)，另一个是在获得CSI后，需要一种低复杂度和高效的算法进行接收信号检测。接收信号检测就是从接收信号中检测出与发送符号相符的对应符号，如果OTFS系统的检测算法复杂度较高则会造成整个系统检测接收符号较慢以及导致较高的时延，不利于实际系统的实用性。

Yu Liang,Lingjun Li等人在其发表的论文“Doppler Resilient OrthogonalTime-Frequency Space(OTFS)Systems Based on Index Modulation”(IEEE 91stVehicular Technology Conference,2020)中提到了一种索引调制OTFS系统的集成MMSE-ML的检测方法。该方法通过延迟多普勒域的索引位和星座符号一起传达信息，然后使用MMSE检测方法检测星座符号和索引位，再用ML检测方法检测索引信息的功率。此检测方法在高频谱效率和高阶调制信号的情况下可以显著降低复杂度，同时也比普通OTFS系统有着更好的误码率性能。该方法虽然降低了索引位检测的时间复杂度，但是，该方法仍然存在的不足之处是，由于需要先采用MMSE检测器检测星座符号，再用ML检测方法检测索引信息的功率，而MMSE检测器的计算复杂度较高，导致OTFS通信系统中检测接收符号速度较慢。

北京邮电大学在其申请的专利文献“一种计算复杂度低的正交时频空调制的均衡方法”(专利申请号201910197972.7，公布号CN109922020B)中公开了一种基于最小均方误差的OTFS系统接收符号检测方法。该方法利用时频二维分解和辛傅里叶变换的性质对线性最小均方误差并行干扰消除LMMSE-PIC(LineaMinimumMeanSquaredError based ParallelInterference Cancellation)中的逆矩阵进行一阶纽曼级数近似，降低检测接收符号的计算复杂度，使检测计算复杂度与传输符号总数呈准线性关系。该专利申请存在的不足之处是，该检测方法的复杂度与传输帧的尺度也就是传输符号总数有关，当每帧传输的符号数目较多时则检测的复杂度也会递增，因此不适用于传输帧符号总数较多的场景。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的不足，提供一种基于接收符号分块的OTFS系统符号检测方法，旨在解决OTFS通信系统中接收符号检测复杂度较高和不适用于传输帧符号总数较多的场景的问题。