Orthogonal time frequency space (OTFS) modulation

This report focuses on Orthogonal time frequency space modulation (OTFS) technique for 4G and 5G and implementation in MATLAB. OTFS is responsible for reliability and robustness of spread spectrum with the high spectral efficiency and low complexity. The design of OTFS modulation is still in development stage but it has more advantages over orthogonal frequency division modulation. Where it achieved higher spectral OFDM band which contributes the generalization of conventional TDM and FDM technique, we introduce a new 2D Orthogonal time frequency modulation technique that multiplexes QAM symbol information over a new carrier waveform that corresponds to pulse in signal representation called delay/doppler representation, here the time frequency selective channels is converted into a invariant separable and orthogonal interaction. The important requirement for the development of OFTS is the requirement for the massive increase in mobile broadband spectral frequency requiring more number of antenna elements at the base station in attached to the advanced processing techniques, with OFDM it is very expensive with complex architectures that makes very difficult for the practical implementation of OFDM and has problems when the efficiency as well with the presence of time and frequency selectivity and for the adaptation to dynamic channel conditions is complicated. The important challenge is to obtain efficient dynamic channel having orthogonality as in OFDM and spreading as in CDMA to simplify channel coupling to obtain high spectral density and improved performance. This can be achieved by carrying QAM symbols information over waveforms with both frequency and time that are orthogonal over delay-doppler domain. The vital characteristics of OTFS is that it couples the channel response and QAM symbol representation in a symmetric way by which, it improves the performance of transmitter and receiver.

Questo rapporto si concentra sulla tecnica di modulazione dello spazio in frequenza temporale ortogonale (OTFS) per 4G e 5G e l'implementazione in MATLAB. OTFS è responsabile dell'affidabilità e della robustezza dello spettro di diffusione con l'elevata efficienza spettrale e la bassa complessità. Il design della modulazione OTFS è ancora in fase di sviluppo ma presenta più vantaggi rispetto alla modulazione di divisione di frequenza ortogonale. Laddove ha raggiunto una banda OFDM spettrale più elevata che contribuisce alla generalizzazione della tecnica convenzionale TDM e FDM, introduciamo una nuova tecnica di modulazione della frequenza temporale 2D ortogonale che multiplexa le informazioni del simbolo QAM su una nuova forma d'onda portante che corrisponde all'impulso nella rappresentazione del segnale chiamata rappresentazione delay / doppler , qui i canali selettivi di frequenza temporale vengono convertiti in un'interazione invariante separabile e ortogonale. Il requisito importante per lo sviluppo di OFTS è il requisito per il massiccio aumento della frequenza spettrale a banda larga mobile che richiede un numero maggiore di elementi di antenna nella stazione base collegata alle tecniche di elaborazione avanzate, con OFDM è molto costoso con architetture complesse che rendono molto difficile per l'implementazione pratica di OFDM e presenta problemi quando è complicata anche l'efficienza con la presenza di selettività di tempo e frequenza e per l'adattamento alle condizioni del canale dinamico. La sfida importante è ottenere un canale dinamico efficiente con ortogonalità come in OFDM e diffusione come in CDMA per semplificare l'accoppiamento dei canali per ottenere un'alta densità spettrale e prestazioni migliorate. Ciò può essere ottenuto portando informazioni sui simboli QAM su forme d'onda con frequenza e tempo ortogonali rispetto al dominio delay-doppler. Le caratteristiche vitali di OTFS sono che accoppia la risposta del canale e la rappresentazione del simbolo QAM in modo simmetrico, migliorando le prestazioni del trasmettitore e del ricevitore.