Compilación 1 del documento de detección y estimación del canal Doppler fraccional de OTFS (Resumen)

Escrito al frente: este artículo fue escrito el 1 de junio de 2023 y recopiló los últimos artículos principales sobre OTFS en IEEE (publicados principalmente en 2023), principalmente relacionados con el problema de Doppler fraccional (44 artículos en total, 5 artículos actualizados cada vez). . La intención original de escribir este artículo es comprender los antecedentes del problema del Doppler fraccionario y comprender algunas de las soluciones maduras existentes al problema del Doppler fraccionario, por lo que, bajo la premisa de que el tiempo es limitado, solo me concentro en las partes centrales del problema. resumen (antecedentes del problema, solución, breves detalles) haga una traducción (la precisión de la traducción es solo para referencia, cualquier inexactitud puede corregirse), y las partes principales del resumen están marcadas en rojo o subrayadas, y el inglés El resumen está dividido para comodidad de todos. Encuentre rápidamente el contenido que necesita. Al final del resumen, escribo un resumen, que es principalmente un resumen y algunos de mis pensamientos simples.

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1. Documento 1: Extensión de inserción cero Doppler para modulación OTFS con Doppler fraccional

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Extensión Doppler de inserción cero para modulación OTFS con Doppler fraccional
Tan, Yuanyuan y Ren, Pinyi y Xu, Dongyang
2022 Agosto
de 2022 Octava Conferencia Internacional sobre Computación y Comunicaciones de Big Data (BigCom)
original:
Descripción: La modulación ortogonal de tiempo, frecuencia y espacio (OTFS) puede manejar mejor los problemas de desplazamiento y retardo Doppler, lo cual es un método de modulación prometedor en futuros escenarios de alta movilidad. En el sistema de modulación OTFS, el canal se expresa como un canal constante mediante información de retardo e información Doppler, lo que plantea un gran desafío para la transmisión OTFS basada en la estimación del canal de dominio de retardo Doppler. 面临问题：La precisión de los ejes Doppler no es lo suficientemente alta, lo que resulta en parámetros Doppler fraccionarios en la mayoría de los casos, lo que causará grandes problemas a la transmisión OTFS y a la estimación del canal. 本文方法: Para resolver este problema, propusimos un esquema de extensión de inserción cero Doppler. En el dominio Doppler retardado, la señal se inserta en cero y se extiende en la dirección Doppler para aumentar el tiempo total de transmisión. mejorando así la precisión de la dirección de los ejes Doppler. Según la señal recibida extendida, la estimación del canal se puede realizar en el canal Doppler fraccional original. 仿真结果：Probamos la viabilidad del esquema propuesto para la detección del canal Doppler fraccionario mediante derivación teórica y obtuvimos la mejora de rendimiento aportada por el esquema propuesto al analizar el efecto de convertir Doppler fraccionario en Doppler entero. Finalmente, se selecciona un parámetro de expansión relativamente apropiado mediante simulación, y los resultados de la simulación demuestran la detección efectiva de nuestro esquema propuesto para situaciones de Doppler fraccional. 仿真结果：Probamos la viabilidad del esquema propuesto para la detección del canal Doppler fraccionario mediante derivación teórica y obtuvimos la mejora de rendimiento aportada por el esquema propuesto al analizar el efecto de convertir Doppler fraccionario en Doppler entero. Finalmente, se selecciona un parámetro de expansión relativamente apropiado mediante simulación, y los resultados de la simulación demuestran la detección efectiva de nuestro esquema propuesto para situaciones de Doppler fraccional. 仿真结果：Probamos la viabilidad del esquema propuesto para la detección del canal Doppler fraccionario mediante derivación teórica y obtuvimos la mejora de rendimiento aportada por el esquema propuesto al analizar el efecto de convertir Doppler fraccionario en Doppler entero. Finalmente, se selecciona un parámetro de expansión relativamente apropiado mediante simulación, y los resultados de la simulación demuestran la detección efectiva de nuestro esquema propuesto para situaciones de Doppler fraccional.

traducir:

Interpolación Doppler 0 modulación OTFS extendida considerando Doppler fraccional Resumen: La modulación OTFS se ha convertido en un método de modulación ideal en futuros escenarios de alta movilidad porque puede manejar mejor los problemas de retardo y cambio de frecuencia Doppler. En el sistema de modulación OTFS, el retardo del canal y la información Doppler se expresan como valores constantes, lo que plantea enormes desafíos al problema de transmisión OTFS basado en la estimación del canal en el dominio Doppler del retardo. Debido a la precisión insuficiente del eje Doppler, el problema del Doppler fraccional ocurre en la mayoría de los escenarios, lo que plantea desafíos para la transmisión OTFS y la estimación del canal. Para solucionar este problema se propone un esquema extendido de inserción Doppler cero. En el dominio Doppler de retardo, la señal se expande en la dimensión Doppler interpolando ceros para aumentar el tiempo total de transmisión, aumentando así la precisión en la dirección del eje Doppler. En función de la señal ensanchada recibida, se puede utilizar el canal Doppler fraccional original para la estimación del canal. Probamos la viabilidad del esquema propuesto mediante derivación teórica y obtuvimos la mejora del rendimiento del esquema propuesto analizando el impacto del Doppler fraccionario al Doppler entero. Finalmente, se seleccionó un parámetro de expansión adecuado mediante experimentos de simulación, y los resultados de la simulación mostraron la efectividad del esquema propuesto en el problema de Doppler fraccionario.

Resumen: El artículo propone una solución mediante el relleno de ceros para resolver el problema de la precisión insuficiente del Doppler fraccional. Vale la pena leerlo preliminarmente.

二、论文2:Relación entrada-salida y rendimiento de OTFS asistido por RIS con Doppler de retardo fraccional

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Relación entrada-salida y rendimiento de OTFS asistido por RIS con retardo fraccional-Doppler
Bhat, Vighnesh S. y Harshavardhan, Gandhodi y Chockalingam, A.
Enero de 2023
Cartas de comunicaciones del IEEE

原文：
内容概括：Esta carta presenta una investigación temprana del espacio-tiempo-frecuencia ortogonal (OTFS) asistido por superficies inteligentes reconfigurables (RIS) en canales de alto Doppler. 算法细节：Derivamos la relación de entrada-salida del dominio de retardo Doppler (DD) de extremo a extremo de un sistema OTFS asistido por RIS, considerando pulsos rectangulares y valores de retardo fraccionarios de Doppler. También consideramos un receptor Zak para OTFS asistido por RIS que convierte la señal recibida en el dominio del tiempo al dominio DD en un solo paso usando la transformada Zak y deriva su relación de entrada-salida de extremo a extremo. Los resultados de nuestra simulación muestran que i ) OTFS asistido por RIS funciona mejor que OTFS sin RIS, ii ) el receptor Zak funciona mejor que un receptor de dos pasos y iii ) OTFS asistido por RIS logra un rendimiento superior en comparación con OFDM asistido por RIS.

traducir:

Rendimiento del dominio relacional de entrada-salida OTFS asistido por RIS con retardo fraccional-Doppler Resumen: Este artículo presenta las primeras investigaciones sobre OTFS en canales Doppler asistidos por RIS (Superficie reflectante inteligente reconfigurable). En primer lugar, se deriva la relación de entrada-salida del dominio Doppler de retardo de extremo a extremo de un sistema OTFS asistido por RIS, teniendo en cuenta los valores de pulso rectangular y Doppler fraccionario. Además, se deriva el receptor Zak de OTFS asistido por RIS. La señal recibida en el dominio del tiempo se puede convertir al dominio DD en un solo paso a través de la transformada Zak, y se deriva una relación de entrada-salida de extremo a extremo en el Mismo tiempo. Los resultados de la simulación muestran que: 1. OTFS que introduce RIS tiene mejor rendimiento. 2.El receptor Zak funciona mejor que el receptor de dos pasos. 3. En comparación con el sistema OFDM asistido por RIS, el sistema OTFS asistido por RIS tiene un mejor rendimiento.

3. Documento 3: Estimación de retardo fraccional y Doppler para sistemas ISAC basados ​​en OTFS

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Estimación de retardo fraccional y Doppler para sistemas ISAC basados ​​en OTFS
Zacharia, Olivia y Vani Devi, M
2023 Marzo de
2023 Conferencia de redes y comunicaciones inalámbricas IEEE (WCNC)

original:
问题背景：En este artículo, consideramos un radar de entrada única y salida única (SISO) basado en modulación tiempo-frecuencia-espacio ortogonal (OTFS) para detección y comunicación integradas (ISAC) donde el transmisor envía tramas OTFS y el receptor de radar co -ubicado con el transmisor aprovecha el marco de transmisión junto con la señal reflejada |para la estimación del alcance y la velocidad del objetivo. 本文算法：Presentamos un novedoso modelo de canal de radar| que es capaz de capturar retrasos y desplazamientos Doppler tanto enteros como fraccionarios representados por los objetivos en el canal. 算法细节: También se propone un algoritmo de búsqueda de coincidencia ortogonal modificada de dos pasos con refinamiento fraccional (OMPFR) para estimar los retrasos y los desplazamientos Doppler que pueden ser múltiplos no enteros del retraso del sistema y las resoluciones Doppler, respectivamente. 仿真结果：Mostramos que nuestro algoritmo tiene una complejidad mucho menor que el algoritmo tradicional de búsqueda de coincidencias ortogonales (OMP) si se utiliza para estimar los retrasos fraccionarios y los Dopplers, ya que este último requiere una matriz de diccionario colosal. Los perfiles de objetivos y los gráficos del error cuadrático medio (RMSE) para las estimaciones de alcance y velocidad validan la efectividad del algoritmo OMPFR propuesto.

traducir:

Retraso fraccional OTFS y estimación Doppler basada en el sistema ISAC Resumen: Este artículo resuelve principalmente la aplicación de Doppler fraccional y problemas de retardo en la integración de la percepción de la comunicación (el artículo se conoce como ISAC). El artículo propone un nuevo modelo de canal de radar que puede capturar simultáneamente retrasos enteros y fraccionarios y cambios Doppler. En términos de algoritmo, el artículo presenta un algoritmo OMP mejorado de dos etapas (seguimiento de coincidencia ortogonal) para estimar múltiplos no enteros de retraso y cambio de frecuencia Doppler, respectivamente. Los resultados de la simulación muestran que el algoritmo tiene menor complejidad en la estimación del retardo fraccional y Doppler.

4. Documento 4: Estimación de parámetros de canal y radar con Doppler de retardo fraccional utilizando OTFS

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Estimación de parámetros de canal y radar con Doppler de retardo fraccional utilizando OTFS
Muppaneni, Sai Pradeep y Mattu, Sandesh Rao y Chockalingam, A.
Mayo de 2023
Cartas de comunicaciones del IEEE

原文：
背景：La forma de onda de espacio-frecuencia-tiempo ortogonal (OTFS) es adecuada tanto para la comunicación como para la detección por radar. 本文算法：En esta carta, proponemos un algoritmo para la estimación eficiente del canal en el receptor y la estimación del alcance/velocidad en el transmisor utilizando OTFS. 算法细节: El algoritmo procesa las tramas piloto recibidas para la estimación del canal en el receptor y las tramas de datos transmitidas desde el objetivo/usuario para la estimación del alcance y la velocidad en el transmisor. Un componente clave en el algoritmo propuesto es la cancelación de la interferencia entre rutas (IPI) en el dominio DD. El algoritmo funciona para Doppler de retardo fraccional, que es una fuente de IPI. Resumen: El algoritmo propuesto supera a otros esquemas de estimación de canales y también logra un buen rendimiento del error cuadrático medio de la estimación de rango y velocidad.

traducir:

Estimación de parámetros de canal y radar basada en retardo fraccional-Doppler OTFS Resumen: Este artículo propone un algoritmo que puede lograr una estimación efectiva del canal en el receptor y una estimación de distancia/velocidad en el transmisor usando OTFS (no he tratado problemas de radar, por lo que la traducción puede no ser precisa y espero poder entenderla) . Este algoritmo puede procesar la señal de la trama piloto en el receptor para la estimación del canal y, al mismo tiempo, la trama de datos puede estimar la distancia y la velocidad del transmisor a través de la respuesta. La parte central del algoritmo reside en el algoritmo IPI (es decir, algoritmo de cancelación de interferencia entre rutas), que puede funcionar con retardo fraccional-Doppler. El algoritmo propuesto funciona mejor que otros algoritmos y tiene un mejor rendimiento cuadrático medio a diferentes distancias y velocidades.

5. Documento 5: Estimación del canal Doppler fraccional basado en DNN para modulación OTFS

dieciséis

Estimación de canal Doppler fraccional basada en DNN para modulación OTFS
Guo, Lin y Gu, Peng y Zou, Jun y Liu, Guangzu y Shu, Feng
2023
IEEE Transactions on Vehicular Technology

原文：
本文方法：En este artículo, propusimos un esquema de estimación de canal Doppler fraccional basado en una red neuronal profunda (DNN) para la modulación ortogonal de tiempo, frecuencia y espacio (OTFS) en el escenario de comunicación aire-tierra con Doppler de alta dinámica. 算法细节：Basado en la estructura OTFS con relleno cero, se adopta el patrón piloto tradicional con símbolos de guardia. Los pilotos recibidos en el dominio OTFS se utilizan como entradas de la red para estimar los parámetros del canal que se utilizan en el algoritmo MRC para demodular la señal. En nuestro método propuesto, se puede lograr un rendimiento similar con un aumento de 14 dB. de energía piloto en comparación con el caso de estimación de canal ideal, mientras que el método convencional requiere 30 dB más. Se validan tanto la precisión como la capacidad de generalización de la red DNN.

traducir:

Método de estimación de canal Doppler fraccional basado en DNN bajo modulación OTFS Resumen: Este artículo propone un esquema de estimación de canal Doppler fraccional basado en DNN para la modulación OTFS en escenarios de comunicación aire-tierra. El algoritmo se basa en la estructura OTFS de relleno cero e introduce el esquema piloto tradicional con símbolos de guardia. Los símbolos piloto recibidos en el dominio OTFS se utilizan como entradas a la red para estimar los parámetros del canal, que se utilizan en el algoritmo MRC para demodular la señal. Los resultados de la simulación muestran que, en comparación con el CSI ideal, la energía piloto aumenta en 14 dB, sin embargo, el método tradicional requiere una energía piloto mayor (alrededor de 30 dB). Finalmente, se verifica que la red DNN es superior en términos de precisión y capacidad de generalización.

Resumen: este artículo también presenta la idea de relleno cero, que se puede leer junto con el artículo 1. Al mismo tiempo, piense en qué algoritmo reemplazó DNN en el artículo y cuáles son sus ventajas.