基于OTFS的下一代车联网新型通信与感知一体化技术

作     者：孙春蕾 李琳佩 张海君 SUN Chunlei;LI Linpei;ZHANG Haijun

作者机构：北京科技大学计算机与通信工程学院北京100083 北京科技大学智能科学与技术学院北京100083 

出 版 物：《工程科学学报》 (Chinese Journal of Engineering)

年 卷 期：2023年第45卷第10期

页      面：1674-1683页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金青年基金资助项目(62201032) 国家自然科学基金企业联合基金资助项目(U22B2003) 中国博士后科学基金面上资助项目(2022M720417) 中央高校基本科研业务费资助项目(FRF-TP-22-045A1) 北京市青年人才托举工程资助项目(BYESS2023306) 北京海淀联合基金资助项目(L212004) 中国高校产学研创新基金资助项目(2021FNA05001) 

主　　题：正交时频空间调制 车联网 通信与感知一体化 B5G/6G 时延-多普勒 

摘      要：车联网借助新一代信息通信技术,实现人、车、路、云等的互联互通.未来beyond 5G(B5G)和6G将赋予下一代车联网更极致的通信与感知性能,有效支撑智能驾驶与智慧交通等创新应用.然而,车辆高速移动带来的高多普勒效应,极大地增加了现有正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)系统的载波间干扰和导频开销,尤其是B5G/6G时代毫米波、太赫兹等高频段的广泛应用将进一步加剧这一问题.近年来,正交时频空间(Orthogonal time frequency space, OTFS)技术由于在抗时频双域选择性衰落方面的显著优势受到了业界的广泛关注.基于OTFS实现通信与感知一体化成为了车联网领域的研究热点.本文旨在研究基于OTFS的车联网通感一体化的系统原理、关键技术、应用模式及技术挑战.首先,在现有OTFS通信系统的基础上,探讨OTFS通感一体化的系统架构、实现原理以及通信和感知性能.然后,介绍OTFS技术的国内外研究现状,并进一步从物理层帧结构、导频机制等方面讨论OTFS通感一体化的难点与关键技术.最后,结合实际场景,分析OTFS在车联网通感一体化中的应用及面临的主要挑战.