Channel Estimation for Orthogonal Time Frequency Space (OTFS) Massive MIMO

Shen, Wenqian; Dai, Linglong; An, Jianping; Fan, Pingzhi; Heath, Robert W.

doi:10.1109/tsp.2019.2919411

Cited by 264 publications

(69 citation statements)

References 40 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Finally, the delay and Doppler taps (given in Figure 2 c) are estimated and passed to the MP algorithm to detect the transmitted symbols. The MP detection approach is used in this research because the representation of the communication channel in the delay-Doppler domain has a 3D (delay, Doppler, and angle) structured sparsity [ 39 , 40 ]. As a result, the MP algorithm provides good performance with minimal complexity for the indoor environment with a small number of channel taps [ 41 ].…”

Section: Waveform Modulation and Demodulationmentioning

confidence: 99%

A Comprehensive Experimental Emulation for OTFS Waveform RF-Impairments

Abushattal

Zegrar

Yazgan

et al. 2022

Sensors

View full text Add to dashboard Cite

The orthogonal time-frequency space (OTFS) waveform exceeds the challenges that face orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) in a high-mobility environment with high time-frequency dispersive channels. Since radio frequency (RF) impairments have a direct impact on waveform behavior, this paper investigates the experimental implementation of RF-impairments that affect OTFS waveform performance and compares them to the OFDM waveform as a benchmark. Firstly, the doubly-dispersive channel effect is analyzed, and then an experimental framework is established for investigating the impact of RF-impairments, including non-linearity, carrier frequency offset (CFO), I/Q imbalances, DC-offset, and phase noise are considered. The experiments were conducted in a real indoor wireless environment using software-defined radio (SDR) at carrier frequencies of 2.4 GHz and 5 GHz based on the Keysight EXG X-Series devices. The comparison of the performances of OFDM and OTFS in the presence of RF-impairments reveals that OTFS significantly outperforms OFDM.

show abstract

Section: Waveform Modulation and Demodulationmentioning

confidence: 99%

A Comprehensive Experimental Emulation for OTFS Waveform RF-Impairments

Abushattal

Zegrar

Yazgan

et al. 2022

Sensors

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…However, those schemes are adopted only at microwave frequencies, and the mmWave beamspace channels with special sparse structure cannot be modeled by the one-order Markov process. Additionally, support detection based beamspace channel estimation schemes were designed by Gao et al (2017b) and Shen et al (2019). Gao et al (2017a) and Bourdoux et al (2011) proposed channel estimation and tracking algorithms for time-varying beamspace channels.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Prior information based channel estimation for millimeter-wave massive MIMO vehicular communications in 5G and beyond

Zhao

Zou

Sun

2021

Front Inform Technol Electron Eng

View full text Add to dashboard Cite

Millimeter wave (mmWave) has been claimed as the viable solution for high-bandwidth vehicular communications in 5G and beyond. To realize applications in future vehicular communications, it is important to take a robust mmWave vehicular network into consideration. However, one challenge in such a network is that mmWave should provide an ultra-fast and high-rate data exchange among vehicles or vehicle-to-infrastructure (V2I). Moreover, traditional real-time channel estimation strategies are unavailable because vehicle mobility leads to a fast variation mmWave channel. To overcome these issues, a channel estimation approach for mmWave V2I communications is proposed in this paper. Specifically, by considering a fast-moving vehicle secnario, a corresponding mathematical model for a fast time-varying channel is first established. Then, the temporal variation rule between the base station and each mobile user and the determined direction-of-arrival are used to predict the time-varying channel prior information (PI). Finally, by exploiting the PI and the characteristics of the channel, the time-varying channel is estimated. The simulation results show that the scheme in this paper outperforms traditional ones in both normalized mean square error and sum-rate performance in the mmWave time-varying vehicular system.

show abstract

“…Considerando las numerosas investigaciones en curso sobre el escenario 5G y las comunicaciones móviles de esta tecnología, podemos destacar las referentes a la modulación en el Espacio de Tiempo-Frecuencia Ortogonal (OTFS, por sus siglas en inglés) [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10]. La modulación OTFS puede compensar el retraso y el efecto de propagación Doppler de alta velocidad mediante el uso de las Transformadas Inversa-Discreta / Discreta de Fourier (IDFT / DFT, por sus siglas en inglés, respectivamente) en dos dimensiones (2D), que convierten la señal del dominio del tiempo al dominio de la frecuencia.…”

Section: Introductionunclassified

“…La figura 1 muestra el diagrama de bloques del sistema de comunicación con modulaciones OFDM y OTFS de un solo portador, en donde se pueden observar todos los procesos antes descritos. Por todo lo mencionado anteriormente, este trabajo se centra en los conceptos básicos de la tecnología de modulación OTFS, que según las investigaciones recientes [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10], es la que mejor responde a las nuevas necesidades de aumento en la velocidad y la capacidad de los canales de transmisión; además de que compensa de forma simple los retrasos Doppler en entornos de alta movilidad [1].…”

Section: Introductionunclassified

Tecnología de Modulación en el Espacio de Tiempo-Frecuencia Ortogonal

Rodríguez

2021

View full text Add to dashboard Cite

La presente investigación bibliográfica recopila los conceptos básicos de la tecnología de modulación en el Espacio de Tiempo-Frecuencia Ortogonal (OTFS), que será utilizada para la comunicación móvil de quinta generación (5G), la cual presenta ventajas inherentes frente a la modulación de Multiplexación por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM) utilizada en la comunicación móvil de cuarta generación (4G). Entre ellas podemos destacar su capacidad de transformar un canal que se desvanece aleatoriamente dentro del espacio de tiempo-frecuencia en un canal estacionario, no aleatorio y sin desvanecimiento, entre el transmisor y el receptor. Además, el hecho de que la modulación OTFS opere en dominios en los que el canal puede caracterizarse en una forma muy compacta tiene implicaciones significativas para la solución de los cuellos de botella de estimación de canales, que afectan los sistemas actuales de antenas múltiples, y puede ser una tecnología clave para abordar problemas similares en futuros sistemas masivos de múltiples entradas y múltiples salidas (MIMO). Finalmente, el beneficio clave de la modulación OTFS es su capacidad para operar fácilmente en canales Doppler extremos; esto no solo es útil en las comunicaciones de alta movilidad, sino que también puede ser una tecnología que habilite los sistemas en la banda de frecuencia de onda milimétrica significativamente, para su operatividad en condiciones donde los efectos Doppler se amplifican.

show abstract

Channel Estimation for Orthogonal Time Frequency Space (OTFS) Massive MIMO

Cited by 264 publications

References 40 publications

A Comprehensive Experimental Emulation for OTFS Waveform RF-Impairments

A Comprehensive Experimental Emulation for OTFS Waveform RF-Impairments

Prior information based channel estimation for millimeter-wave massive MIMO vehicular communications in 5G and beyond

Tecnología de Modulación en el Espacio de Tiempo-Frecuencia Ortogonal

Contact Info

Product

Resources

About