[发明专利]操作和实施无线OTFS通信系统的方法

说明书

本发明涉及计算机化的无线发射器/接收器系统，其自动使用各种方法的组合，包含通过加权或调制一系列经时间移位且经频率移位的波形突发而发射数据符号、导频符号方法、错误检测方法、MIMO方法和其它方法，来自动确定数据信道的结构，且自动补偿由所述数据信道的各种结构方面以及信道结构的改变造成的信号失真。所述数据信道常常是二维或三维空间，各种无线发射器、接收器和信号反射器在其中移动。本发明的调制方法检测各种反射器的位置和速度以及其它信道减损。错误检测方案、调制方法的变化以及MIMO技术进一步检测且补偿减损。本发明可自动优化其操作参数，且在其它方法将可能降级的环境中产生确定性的非衰落信号。

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2014年7月21日申请的第62/027,213号美国临时申请案“操作和实施无线OTFS通信系统的方法(METHODS OF OPERATING AND IMPLEMENTING WIRELESS OTFSCOMMUNCIATIONS SYSTEMS)”的优先权权益；本申请案也是2014年12月29日申请的第15/853,911号美国专利申请案“数据信道表征的OTFS方法和其用途(OTFS METHODS OF DATACHANNEL CHARACTERIZATION AND USES THEREOF)”的部分接续案；所有这些申请案的完整内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明是在电信的领域中，具体来说是利用新颖的调制技术的无线电信的领域。

背景技术

现代的电子元件通信，例如光纤通信、基于电子线或电缆的通信以及无线通信，全部通过调制信号且在其相应光纤、线/电缆或者无线介质或通信信道上发送这些信号而操作。在光纤和线/电缆的情况下，这些数据通信信道常常由一个(或一个与两个之间)空间维度和一个时间维度组成。在无线通信的情况下，这些通信信道常常将由三个空间维度和一个时间维度组成。然而，对于许多基于地面的无线应用，高度或海拔的第三空间维度常常与另两个空间维度相比较不重要。

在各种信号行进通过通信信道时，一般以光速或接近光速行进的这些信号一般经受各种类型降级或信道减损。举例来说，每当信号遇到光纤或线/电缆中的接合处时光纤或线/电缆媒介可潜在地产生回声信号。当无线信号弹跳离开无线反射表面(例如建筑物的侧面)和其它结构时也可潜在地产生回声信号。当光纤或线/电缆通过光纤或电缆的具有稍微不同信号传播性质或不同环境温度的不同区时可类似地发生频率移位。对于无线信号，发射到移动反射器或从移动反射器发射或者发射到移动交通工具或从移动交通工具发射的信号经受多普勒移位，这也导致频率移位。另外，底层设备(即发射器和接收器)本身并不始终完美地操作，且还会产生频率移位。

这些回声效应和频率移位是不希望的，且如果这些移位变得太大则会导致信号发射的较低速率以及较高的错误率。因此减少这些回声效应和频率移位的方法在通信领域中具有高实用性。

在由申请人的美国专利申请案US 61/349,619、US 13/177,119、US 13/430,690以及第8,547,988号美国专利例示的先前工作中，申请人教示了无线信号调制的新颖方法，其通过在与现有技术方法先前所采用相比更大(例如，大于例如时分多址(TDMA)、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、频分多址(FDMA)、正交频分多路复用(OFDM)或其它方法)的时间、频率和谱形状(波形)范围上扩展数据符号而操作。