面向6G的MIMO-OTFS系统低复杂度预编码方案

邹婷婷，许文俊*，胡靖宇，高 晖，张 治

(1.北京邮电大学 人工智能学院，北京 100876；2.北京邮电大学 信息与通信工程学院，北京 100876)

0 引言

随着6G “空天地海一体化”概念的提出，更多的应用场景被纳入6G移动通信系统范畴，卫星、无人机、高速铁路等高速移动场景下通信成为6G通信的重要需求之一，如何保障这些高速场景下的通信能力是6G面临的一个严峻挑战。正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术在4G和5G移动通信系统中得到广泛使用，但是在用户高速移动情况下，由于多普勒频移的影响，OFDM会遭受严重的子载波间干扰，从而丧失子载波正交性，使得系统性能严重下降。虽然学术界提出一些基于时频域多普勒频偏抑制或消除的方法，但是在高动态通信场景或信道存在大量多普勒频偏情况下,仍然面临性能严重恶化或复杂度快速上升等技术难题。近些年，正交时频空(Orthogonal Time Frequency Space,OTFS) 调制技术被提出，利用其对多普勒频移的鲁棒性，能够有效抵抗高速移动场景下信道快速时变带来的影响，从而显著提升高速移动场景下通信系统性能。但是，由于存在信道多径干扰的影响，OTFS系统接收端的信号遭受严重符号间干扰，因此在接收端需要匹配合适的信道均衡器以消除干扰、恢复发送信号，或者在发送端设计合适的预编码机制对干扰进行预先消除[1]。

多输入多输出(Multiple-input Multiple-output,MIMO)技术因其能够提高系统频谱效率和可靠性而得到广泛关注。因此，自OTFS技术提出以来，MIMO-OTFS系统也得到广泛关注与研究。在多用户MIMO-OTFS系统中，除了上述OTFS系统中符号间干扰之外，还存在多用户间干扰以及天线间干扰。……