西安电子科技大学通院池育浩老师和李颖教授在多载波调制技术上取得重要进展

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西电新闻网讯 近日,通信工程学院池育浩老师、李颖教授与浙江大学刘雷研究员、张朝阳教授合作在多载波调制技术方面取得重要进展,相关研究成果以“Interleave Frequency Division Multiplexing”为题发表于无线通信权威期刊《IEEE Wireless Communication Letters》(https://ieeexplore.ieee.org/ document/10522098)。

随着高速移动通信应用(如高铁、低轨卫星等)日益增加,现有正交频分复用(OFDM)受到严重载波间干扰造成性能恶化。为此,2017年,美国Cohere公司提出了正交时频空(OTFS)技术、华为公司于2021年提出了仿射频分复用(AFDM)技术,其核心均在于构建稀疏等效信道矩阵,实现性能与复杂度之间的平衡。可见,在未来6G标准中支持静态和高移动通信的调制技术占据重要地位。2023年国家知识产权局发布的6G通信专利布局报告中指出,美国Cohere公司拥有大量高质量的OTFS基础专利,专利申请全球占比68.9%,已经形成一定的技术壁垒,我国无法绕开基础专利,专利风险较大。此外,OTFS/AFDM尚未解决时变多径信道的非平稳性公开难题,同时缺乏高效低复杂度检测算法。

为解决这一技术挑战,并突破OTFS专利封锁,该工作首次提出了交织频分复用(IFDM)技术,通过IFFT和随机交织的简单结构创新性地构建了随机全密集的等效信道矩阵,以确保信号经历充分统计平稳信道衰落,从而逼近时变多径信道容量。为利用时域信道的稀疏性,同时提出了一种低复杂度且最大后验概率最优的跨域记忆近似消息传递(CD-MAMP)检测器,给出采用CD-MAMP检测器的IFDM与采用实用最优的OAMP检测器的OTFS和AFDM对比。可以看出:在静态和时变多径信道下,IFDM的性能和复杂度显著超越现有OTFS和AFDM。

IFDM系统

时域信道H与变换域等效信道Heff

CD-MAMP检测器

BER性能比较: QPSK+MIMO (0km/h)

BER性能比较: QPSK+MIMO (300km/h)

复杂度对比: QPSK+MIMO (300km/h)

近年来,李颖教授、池育浩老师团队围绕多载波调制、多用户编码、随机接入等科学问题展开研究,在国家项目资助下,团队相关成果多次发表在无线通信领域IEEE TCOM/TWC/TSP等顶级期刊和旗舰会议IEEE ISIT/GLOBECOM/ICC上。

责编: 爱集微
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