Задержка Доплера - Delay Doppler

Координаты с задержкой Доплера - это координаты, которые обычно используются в подходе к измерениям, основанном на радарных технологиях. При использовании в беспроводной связи область доплеровского сдвига с задержкой отражает геометрию отражателей, составляющих беспроводной канал, которая изменяется гораздо медленнее, чем изменения фазы, наблюдаемые в быстро меняющейся частотно-временной области.

Представление доплеровского сигнала с задержкой

В теории радаров переменные Доплера с задержкой используются для представления и разделения движущихся целей по их характеристикам задержки (дальность) и Доплера (скорость). В коммуникации переменные представляют каналы посредством наложения операций сдвига времени и частоты.

Доплеровские переменные с задержкой также могут представлять сигналы, несущие информацию. Представление сигнала Доплера с задержкой, иногда называемое решетчатым представлением группы Гейзенберга , в некотором смысле является гибридом традиционных представлений времени и частоты.

В представлении времени сигнал реализуется как функция времени (суперпозиция дельта-функций); в частотном представлении сигнал реализуется как функция частоты (суперпозиция комплексных экспонент).

Представления времени и частоты дополняют друг друга. Математическое выражение этой дополнительности улавливается принципом неопределенности Гейзенберга , который гласит, что сигнал не может быть одновременно локализован в любой желаемой степени по времени и по частоте. Напротив, в представлении Доплера с задержкой можно создавать локализованные импульсы, которые ведут себя так, как если бы они локализованы одновременно как по времени, так и по частоте. Такие доплеровские импульсы с задержкой могут эффективно использоваться для обнаружения нескольких целей доплеровским радаром с задержкой и беспроводной связи.

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

Приложение

Когда представление доплеровского канала с задержкой надлежащим образом включено в архитектуру MU-MIMO, оно обеспечивает нетривиальные сетевые функции, такие как интеллектуальные пары пользователей и предсказания SNR.

Эти функциональные возможности приводят к улучшенному использованию спектра и производительности для любой формы сигнала, таким образом составляя универсальную технологию умножения спектра для мобильных сетей, которая может работать как в FDD, так и в TDD, и с сетью любого поколения.

В представлении доплеровского канала с задержкой используются существующие опорные сигналы восходящей линии связи, такие как SRS и DMRS, наряду с периодическими отчетами о DL CQI для извлечения надежной геометрической информации, а также для вычисления SINR нисходящей линии связи и прогнозирования CSI нисходящей линии связи - даже в парном спектре FDD, разделенном на целых 400 МГц. SRS - ключевой источник информации о канале. Методы обработки доплеровского сдвига с задержкой используются для извлечения надежной геометрической информации о канале связи для каждого пользователя, что дает точную оценку DL SINR, а также точную DL CSI (экстраполированную по частоте и предсказанную во времени).

Из-за своей геометрической природы медленно меняющееся представление канала Доплера с задержкой открывает двери для функциональной дезагрегации. В частности, предсказания канала могут оставаться точными в течение приблизительно 50-100 миллисекунд (в зависимости от среды). Это позволяет Cloud RAN и фундаменту улучшать производительность на границе соты за счет координации между сотами. Программное обеспечение может находиться в интеллектуальном контроллере RAN (RIC) почти в реальном времени в качестве xAPP в архитектуре O-RAN и может поддерживать сверхнадежные требования 5G с низкой задержкой. Такое программное обеспечение также может быть развернуто на любой платформе на базе x86 и может быть интегрировано в существующие базовые станции или развернуто рядом с существующими базовыми станциями через определенные интерфейсы.

Когда беспроводные каналы представлены и обрабатываются в области доплеровской задержки, сети 4G и 5G могут эффективно использовать MU-MIMO как в TDD, так и в FDD, а измерения каналов становятся более устойчивыми к задержкам (облачность), нарушениям канала и высокой мобильности.

дальнейшее чтение

использованная литература