當前通信技術(shù)以10年為一個發(fā)展周期，預計6G在2028年左右正式推出3GPP標準協(xié)議。

6G 將構(gòu)建跨地域、跨空域、跨海域的一體化網(wǎng)絡，實現(xiàn)真正意義上的全球無縫覆蓋，服務于遠洋航行、應急救援、導航定位、航空運輸、航天測控等重大應用。

天地一體化網(wǎng)絡架構(gòu)

正如之前的4G、5G通信系統(tǒng)，6G網(wǎng)絡需要更高頻譜效率的信號波形來提升信道容量。在面對更高頻段、更高移動速度等場景下，多載波通信系統(tǒng)將面臨高PAPR、大多普勒頻移等不利因素。

在B5G/6G支持的高移動場景下，高速列車、V2V、無人機、衛(wèi)星通信等，高速移動產(chǎn)生大的多普勒頻移，OFDM系統(tǒng)子載波的正交性被嚴重破壞，將導致性能急劇下降。

為此，目前有3種新型波形調(diào)制技術(shù)相繼被提出。

OTFS技術(shù)：2017年，美國Cohere技術(shù)公司正式提出了正交時頻空（OTFS）技術(shù)，并且申請了大量專利。

MATLAB在R2024a版本中，已將OTFS調(diào)制納入其工具箱中，可閱讀前期文章《MATLAB R2024a新增特性：支持OTFS調(diào)制》。

OTFS系統(tǒng)

AFDM技術(shù)：華為的法國研究中心于2021年提出了仿射頻分復用（AFDM）技術(shù)，AFDM是一種新型的基于啁啾的多載波波形，專為高移動性通信中的雙色散信道設計。

AFDM系統(tǒng)

目前，OTFS/AFDM尚未解決時變多徑信道的非平穩(wěn)性公開難題，同時缺乏高效低復雜度檢測算法，這為應用落地帶來挑戰(zhàn)。

IFDM技術(shù)：2024年，西電的池育浩、浙大的劉雷等學者提出交織頻分復用（IFDM）技術(shù)，通過IFFT和隨機交織的簡單結(jié)構(gòu)，創(chuàng)新性地構(gòu)建了隨機全密集的等效信道矩陣，以確保信號經(jīng)歷充分統(tǒng)計平穩(wěn)信道衰落，從而逼近時變多徑信道容量。

IFDM系統(tǒng)

目前學術(shù)界針對OTFS調(diào)制技術(shù)已進行比較深入的研究，并進行原理樣機的研制。

Cohere技術(shù)公司在2016年的3GPP TSG RA WG1會議上，提出了OTFS調(diào)制波形方案。隨后在2017年，Cohere技術(shù)公司的R.Hadani等人在IEEE上正式發(fā)表論文《Orthogonal Time Frequency Space Modulation》，引起全球通信領域?qū)W者的濃厚興趣。

經(jīng)過數(shù)年的深入研究，OTFS調(diào)制波形技術(shù)的原理與應用得到快速發(fā)展。

2022年，Yi Hong、Tharaj Thaj、Emanuele Viterbo等研究人員根據(jù)近幾年的OTFS研究成果，整理出版了《Delay-Doppler Communications: Principles and Applications》一書，成為業(yè)界學習OTFS的重要書籍。該書詳細描述了高速移動環(huán)境下，OTFS調(diào)制的原理，OTFS變體、Zak變換、信號檢測方法、信道估計方法及MIMO-OTFS融合技術(shù)等。