2024全球6G技术大会正交时频空方案（OTFS）白皮书

OTFS技术综述与展望

引言

OTFS（Orthogonal Time Frequency Space）作为一种面向高速移动场景的新型多载波调制技术，旨在克服传统OFDM技术在快速移动环境下数据传输可靠性降低的问题。本文档旨在深入探讨OTFS的基本原理、应用场景、研究现状及其未来发展。

文档结构概览

• 引言：概述OTFS的研究背景、应用场景与技术需求。
• OTFS基本原理：介绍OTFS的核心概念，包括调制发射机与接收机原理。
• 时延多普勒域信道特征分析：分析高速移动场景下的信道特性。
• OTFS信道估计与数据检测：探讨OTFS的接收方案设计，包括低PAPR信道估计与数据检测策略。
• OTFS扩展方案：阐述OTFS在多天线、多用户接入与通信感知一体化方面的应用。
• OTFS演进方案：讨论OTFS技术的未来发展方向，包括与OFDM的融合与新型调制方案。

主要应用场景

• 高速铁路：高速移动场景下的车地通信需求。
• 低轨卫星：低成本、高效率的全球通信解决方案。
• 空中覆盖：满足5G时代对飞机与地面站或卫星通信的需求。
• 车联网：利用OTFS实现更精准的车辆感知与通信。
• 水声通信：面对复杂多变的海洋通信环境，优化数据传输性能。

关键技术与挑战

OTFS技术的关键在于其在时延多普勒域中的资源映射能力，能有效利用信道的稀疏性和稳定性，提升高速移动条件下的数据传输性能。然而，这也带来了新的挑战，如高复杂度的信道估计、多普勒间干扰的处理等。

结论与展望

OTFS技术展现出在高速移动通信场景中的巨大潜力，通过其独特的时延多普勒域资源分配机制，有望显著提升数据传输的可靠性和效率。未来研究将聚焦于OTFS的优化、与其他通信技术的融合，以及进一步拓展其应用场景，以适应不断发展的移动通信需求。