[发明专利]一种OTFS信号处理方法及装置

说明书

本发明公开了一种OTFS信号处理方法及装置，所述方法包括：在发送端对经过逆傅里叶变换后获得的多组时域数据进行交织操作；其中，所述交织操作为：对所述多组时域数据按行组合为二维矩阵，对所述二维矩阵按列抽取，进行发送；或者对所述多组时域数据按列组合为二维矩阵，对所述二维矩阵按行抽取，进行发送；在接收端对接收到的信号进行解交织操作，并基于解交织得到的数据得到发送端发送的原始信号；其中，所述解交织操作为交织操作的逆向操作。本发明的OTFS信号处理方案能够使得信道矩阵保持良好的稀疏特性，便于QRD解调，降低复杂度。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及一种OTFS信号处理方法及装置。

背景技术

无线信号的传输信道具有多径效应，即信号从发送端发送出来之后，例如基站发送，到达接收端，例如手机之前，中间可能经历多条传输路径，例如基站BS到用户设备/终端UE之间同时存在多条反射或者直射径，使得到达UE端的信号，是多条路径的叠加。每条路径可能对应了不同的时延和相位，和衰减。不同路径的时延，相位，衰减的叠加构成了整个发送-接收之间的无线链路。多径效应在频域上体现为频率选择性衰落。即当信号在不同的频率上发送时，由于其对应波长不同，到达接收端的相位不同，使得信号相干相消。

当接收端设备在移动的情况下，由于多条路径的信号到达接收端的入射角度不同，使得不同的路径具有不同的多普勒频偏，尤其是当UE移动速度较快的情况下。此时，由于存在频率偏移，会对信号的解调造成重要影响，使得误码率上升，信道容量下降，干扰增加等不利因素。

对于多径效应，传统OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用)的处理方式，通过将带宽较宽的信道分解成多个并行的窄带信道(子载波)，使得每个窄带信道内近似平坦(即每个子载波内不存在衰落)，再将待传输的信号调制到每个子载波上，利用IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，逆快速傅里叶变换)变换到频域，进行发送。OFDM波形的特点是对于频率偏移比较敏感。由于OFDM的多个频域子载波相互正交，当存在频偏时，将破坏各子载波之间的正交特性，使得子载波之间出现相互干扰，降低系统性能。因此，OFDM系统通常使用在UE移动速度较低的场合，或者对于高速多普勒效应较强的场合，需要复杂的频偏估计补偿的过程，既提高了系统复杂度，又降低了性能。

相比之下，OTFS(Orthogonal Time Frequency Space，正交时频空间)波形将信号首先调制到时延-多普勒域，再利用ISFFT(Inverse Symplectic Finite FourierTransform，逆辛有限傅里叶变换)变换，将信号从时延多普勒域变换到时频域，再利用OFDM系统发送出去。OTFS的发送过程可以被认为是在OFDM的基础上增加了预处理的操作，即增加了ISFFT变换的过程。相应地，在接收端，OFDM处理过程之后的时频域数据，通过SFFT(Symplectic Finite Fourier transform，辛有限傅里叶变换)变换到时延-多普勒域，以进行后续解调。对于OTFS系统，由于其调制信号等效于放置在了时延多普勒域上，其收发不受多径多普勒的影响，使得采用OTFS的系统在高速场景下能够获得更好的系统性能。

其中，调制，变换，包括IFFT，FFT(Fast Fourier Transform，快速傅里叶变换)，ISFFT，SFFT等，都是在数字域完成，即相应的数字处理器上，信号的发送和传输是在模拟域完成，即通过相应的射频器件发送出去。

对于一个多输入多输出MIMO(Multiple Input Multiple Output，多输入多输出系统)系统，OFDM系统的数学模型可以等效为：

y＝Hx+n   (1)