王震铎 谭正锋 孙溶辰

(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院 哈尔滨 150001)

1 引言

B5G和6G无线通信系统未来有望提供各种高精度传感服务，如机器人导航的室内定位、智能家居的Wi-Fi传感和自动驾驶汽车的雷达传感[1]。新一代物理层波形被要求具有高可靠、低延迟、适应高多普勒频移环境的能力。正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space, OTFS)调制能够有效地对抗时变信道中的多普勒效应，在解决高迁移率问题方面显示出巨大的潜力[2-10]。然而，OTFS需要使用辛快速傅里叶变换(Symplectic Finite Fourier Transform, SFFT)进行调制，这极大地增加了OTFS调制的计算复杂度。最近提出的正交时序复用(Orthogonal Time Sequency Multiplexing,OTSM)调制在时延-序列域中复用信息符号，使得在时域中表现出快时变特性的高速移动信道在时延-序列域中表现出了时不变特性，从而获得与OTFS类似的性能[11]。但由于沃尔什-哈达玛变换(Walsh-Hadamard Transform, WHT)只需要进行加减法运算，OTSM调制复杂度比OTFS低。目前的研究表明，OTSM在部分均衡中展现出了优异的性能，如最大比合并(Maximum Ratio Combining,MRC)迭代均衡[12]、高斯-赛德尔(Gauss-Seidel,GS)迭代均衡[11,13]。有鉴于此，OTSM具有更强的研究潜力。

基于加权类分数傅里叶变换(Weighted(-type)FRactional Fourier Transform, WFRFT)的混合载波(Hybrid Carrier, HC)设计理念由于其集成了传统单载波(Single Carrier, SC)和多载波(Multi-Carrier, MC)波形，具有较强的灵活性和复杂环境的适应能力，从而得到了广泛的关注[14-19]。近些年来，该类一体化波形框架的研究包括了基于WFRFT的HC-Alamouti变电站通信系统[15]、基于WFRFT的无循环前缀的HC系统[16]、双参数可调的WFRFTOTFS系统[17]、基于离散分数傅里叶变换-OFDM系统上的OTFS系统[18]和基于快速卷积的HC系统[19]等。目前来看，基于WFRFT的HC波形系统的研究较为完善，在面对部分应用场景时具有足够的适应能力。……