Задержка допплера

Координаты Допплера задержки — это координаты, которые обычно используются в подходе к измерениям, основанном на радиолокационных технологиях. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} При использовании в беспроводной связи домен задержки доплера отражает геометрию отражателей, составляющих беспроводной канал, которая меняется гораздо медленнее, чем изменения фазы, наблюдаемые в быстро меняющейся частотно-временной области. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}

Представление сигнала Допплера задержки

В теории радиолокации переменные Доплера задержки используются для представления и разделения движущихся целей по их характеристикам задержки (дальность) и Доплера (скорость). ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]} В общении переменные представляют каналы посредством суперпозиции операций временного и частотного сдвига. ^{[ 5 ]}^{[ 7 ]}

Переменные задержки Доплера также могут представлять собой сигналы, несущие информацию. Представление сигнала Доплера задержки, иногда называемое решеточным представлением группы Гейзенберга , в некотором смысле является гибридом традиционных представлений времени и частоты. ^{[ 5 ]}

Во временном представлении сигнал реализуется как функция времени (суперпозиция дельта-функций); в частотном представлении сигнал реализуется как функция частоты (суперпозиция комплексных экспонент). ^{[ 8 ]}

Представления времени и частоты дополняют друг друга. Математическое выражение этой взаимодополняемости отражено в принципе неопределенности Гейзенберга , который гласит, что сигнал не может быть одновременно локализован в любой желаемой степени во времени и по частоте. ^{[ 9 ]} Напротив, в представлении Допплера с задержкой можно построить локализованные импульсы, которые ведут себя так, как будто они одновременно локализованы как по времени, так и по частоте. Такие доплеровские импульсы с задержкой можно эффективно использовать для обнаружения нескольких целей и беспроводной связи с помощью доплеровского радара с задержкой. ^{[ 5 ]}

В контексте связи ключевым свойством доплеровского представления канала с задержкой является то, что оно не испытывает быстрых фазовых изменений, присутствующих в традиционном частотно-временном представлении канала, используемом методами с несколькими несущими (см. рис. 1). ^{[ 10 ]} Этот иммунитет означает замедление процесса старения канала, что имеет последствия для различных сетевых функций, требующих увеличенной задержки, таких как MU-MIMO [4][9] и CRAN.

Приложение

Когда представление канала с доплеровской задержкой соответствующим образом включено в архитектуру MU-MIMO, оно обеспечивает нетривиальные функциональные возможности сети, такие как интеллектуальное объединение пользователей и прогнозирование SNR. ^{[ 5 ]}

Эти функциональные возможности приводят к улучшению использования спектра и производительности для сигналов любой формы, создавая тем самым универсальную технологию умножения спектра для мобильных сетей, которая может работать как в FDD , так и в TDD , а также с любой сетью генерации. ^{[ 11 ]}^{[ 12 ]}

Представление канала Доплера задержки использует существующие опорные сигналы восходящей линии связи, такие как SRS и DMRS, а также периодические отчеты DL CQI для извлечения надежной геометрической информации, вычисления SINR нисходящей линии связи и прогнозирования CSI нисходящей линии связи — даже в парном спектре FDD, разделенном на целых 400 МГц. SRS является ключевым источником информации о канале. Методы доплеровской обработки задержки используются для извлечения надежной геометрической информации о канале для каждого пользователя, что дает точную оценку DL SINR, а также точный DL CSI (экстраполируемый по частоте и прогнозируемый во времени). ^{[ 13 ]}

Из-за своей геометрической природы медленно меняющееся представление канала Доплера задержки открывает возможности для дезагрегирования функций. В частности, прогнозы канала могут оставаться точными в течение примерно 50–100 миллисекунд (в зависимости от среды). Это позволяет Cloud RAN и фундаменту повысить производительность границ ячеек за счет координации между ячейками. Программное обеспечение может находиться в интеллектуальном контроллере RAN (RIC), работающем в режиме, близком к реальному времени, в виде xAPP в архитектуре O-RAN и поддерживать сверхнадежные требования 5G с малой задержкой. Такое программное обеспечение также можно развернуть на любой платформе x86 и интегрировать в существующие базовые станции или развернуть рядом с существующими базовыми станциями через определенные интерфейсы. ^{[ 12 ]}^{[ 14 ]}^{[ 15 ]}

Когда беспроводные каналы представляются и обрабатываются в домене задержки-допплера, сети 4G и 5G могут эффективно использовать MU-MIMO как в TDD, так и в FDD, а измерения каналов становятся более устойчивыми к задержкам (облако), ухудшению качества канала и высокой мобильности. ^{[ 12 ]}

Дальнейшее чтение

Оценка доплеровского канала с задержкой в почти линейной сложности
OTFS: новая схема модуляции для случаев использования с высокой мобильностью
Множественный доступ в домене задержки-допплера с использованием модуляции OTFS
Встроенная пилотная оценка канала для OTFS в каналах с доплеровской задержкой
А. Саид, Как частотно-временная пространственная модуляция связана с кратковременной передачей сигналов Фурье?, IEEE Globecom 2021, 7–11 декабря 2021 г., Мадрид. arXiv: 2109.06047. В этой статье раскрывается тесная связь между OTFS и ее истинным источником вдохновения OSTF (следующая ссылка) и неоптимальность OTFS по сравнению с OSTF.
К. Лю, Т. Кадоус и А. Сайид, Ортогональная частотно-временная передача сигналов по каналам с двойной дисперсией, Транзакции IEEE по теории информации, стр. 2583-2603, ноябрь 2004 г.

Ссылки

^ «5.1.5 Альтиметрия с задержкой-доплером (или SAR) – Учебное пособие и набор инструментов по радиолокационной альтиметрии» . Проверено 20 мая 2021 г.
^ «IEEE Xplore временно недоступен» . s3-us-west-2.amazonaws.com . Проверено 20 мая 2021 г.
^ Рыба, Александр; Гуревич, Шамгар; Хадани, Ронни; Саид, Акбар М.; Шварц, Одед (1 ноября 2013 г.). «Оценка доплеровского канала с задержкой в почти линейной сложности» . Транзакции IEEE по теории информации . 59 (11): 7632–7644. arXiv : 1208.4405 . дои : 10.1109/TIT.2013.2273931 . ISSN 0018-9448 . S2CID 230975 .
^ Саиф Хан Мохаммед (2020). «Преобразование сигналов OTFS из временной области в доплеровскую область задержки в сценариях с очень высокой мобильностью». arXiv : 2006.12413 [ cs.IT ].
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Хадани, Ронни; Монк, Антон (2018). «OTFS: новое поколение модуляции для решения проблем 5G». arXiv : 1802.02623 [ cs.IT ].
^ Дженн, Дэвид. «Основы радиолокации» (PDF) . Военно-морская аспирантура . Архивировано (PDF) из оригинала 5 января 2012 г. Проверено 20 мая 2021 г.
^ Чжан, Ян; Он, Зунвэнь; Чжан, Ваньчэн; Сяо, Лимин; Чжоу, Шидун (15 апреля 2014 г.). «Задержка на основе измерений и доплеровские характеристики для холмистого сценария высокоскоростной железной дороги» . Международный журнал антенн и распространения радиоволн . 2014 : 1–8. дои : 10.1155/2014/875345 .
^ «LearnEMC — временная/частотная область» . Learnemc.com . Проверено 20 мая 2021 г.
^ Пархизкар, Реза; Барботин, Янн; Веттерли, Мартин (01 мая 2015 г.). «Последовательности с минимальной частотно-временной неопределенностью» . Прикладной и вычислительный гармонический анализ . 38 (3): 452–468. arXiv : 1302.2082 . дои : 10.1016/j.acha.2014.07.001 . ISSN 1063-5203 .
^ Сурабхи, Грузия; Роза Мэри Августин; Чокалингам, А. (2019). «Множественный доступ в домене задержки-допплера с использованием модуляции OTFS». arXiv : 1902.03415 [ cs.IT ].
^ Лян, Ин-Чанг; Ниято, Дусит (25 сентября 2020 г.). «Мобильные сети 6G: новые технологии и приложения» . Китайские коммуникации . 17 (9): 90–91. дои : 10.23919/JCC.2020.9205979 .
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Мобильная сеть» Рассказ об инновациях Open RAN от Cohere Technologies» . 29 июня 2020 г. Проверено 20 мая 2021 г.
^ Офис, Европейский патент. «Европейский сервер публикаций» . data.epo.org . Проверено 20 мая 2021 г.
^ «Программное обеспечение прогнозирует изменения в беспроводных каналах» . Мир технологий 5G . 05 февраля 2021 г. Проверено 20 мая 2021 г.
^ Местр, аналитик новостей Рэй Ле; Главный редактор 21.02.2020. «Cohere разрушает открытую вечеринку RAN» . Легкое чтение . Проверено 20 мая 2021 г. {{cite web}}: |last2= имеет общее имя ( справка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[1] «5.1.5 Альтиметрия с задержкой-доплером (или SAR) – Учебное пособие и набор инструментов по радиолокационной альтиметрии» . Проверено 20 мая 2021 г.

[2] «IEEE Xplore временно недоступен» . s3-us-west-2.amazonaws.com . Проверено 20 мая 2021 г.

[3] Рыба, Александр; Гуревич, Шамгар; Хадани, Ронни; Саид, Акбар М.; Шварц, Одед (1 ноября 2013 г.). «Оценка доплеровского канала с задержкой в почти линейной сложности» . Транзакции IEEE по теории информации . 59 (11): 7632–7644. arXiv : 1208.4405 . дои : 10.1109/TIT.2013.2273931 . ISSN 0018-9448 . S2CID 230975 .

[4] Саиф Хан Мохаммед (2020). «Преобразование сигналов OTFS из временной области в доплеровскую область задержки в сценариях с очень высокой мобильностью». arXiv : 2006.12413 [ cs.IT ].

[:0-5] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и Хадани, Ронни; Монк, Антон (2018). «OTFS: новое поколение модуляции для решения проблем 5G». arXiv : 1802.02623 [ cs.IT ].

[6] Дженн, Дэвид. «Основы радиолокации» (PDF) . Военно-морская аспирантура . Архивировано (PDF) из оригинала 5 января 2012 г. Проверено 20 мая 2021 г.

[7] Чжан, Ян; Он, Зунвэнь; Чжан, Ваньчэн; Сяо, Лимин; Чжоу, Шидун (15 апреля 2014 г.). «Задержка на основе измерений и доплеровские характеристики для холмистого сценария высокоскоростной железной дороги» . Международный журнал антенн и распространения радиоволн . 2014 : 1–8. дои : 10.1155/2014/875345 .

[8] «LearnEMC — временная/частотная область» . Learnemc.com . Проверено 20 мая 2021 г.

[9] Пархизкар, Реза; Барботин, Янн; Веттерли, Мартин (01 мая 2015 г.). «Последовательности с минимальной частотно-временной неопределенностью» . Прикладной и вычислительный гармонический анализ . 38 (3): 452–468. arXiv : 1302.2082 . дои : 10.1016/j.acha.2014.07.001 . ISSN 1063-5203 .

[10] Сурабхи, Грузия; Роза Мэри Августин; Чокалингам, А. (2019). «Множественный доступ в домене задержки-допплера с использованием модуляции OTFS». arXiv : 1902.03415 [ cs.IT ].

[11] Лян, Ин-Чанг; Ниято, Дусит (25 сентября 2020 г.). «Мобильные сети 6G: новые технологии и приложения» . Китайские коммуникации . 17 (9): 90–91. дои : 10.23919/JCC.2020.9205979 .

[:1-12] Jump up to: ^а ^б ^с «Мобильная сеть» Рассказ об инновациях Open RAN от Cohere Technologies» . 29 июня 2020 г. Проверено 20 мая 2021 г.

[13] Офис, Европейский патент. «Европейский сервер публикаций» . data.epo.org . Проверено 20 мая 2021 г.

[14] «Программное обеспечение прогнозирует изменения в беспроводных каналах» . Мир технологий 5G . 05 февраля 2021 г. Проверено 20 мая 2021 г.

[15] Местр, аналитик новостей Рэй Ле; Главный редактор 21.02.2020. «Cohere разрушает открытую вечеринку RAN» . Легкое чтение . Проверено 20 мая 2021 г. {{cite web}}: |last2= имеет общее имя ( справка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]