OTFS: Una forma de onda potencial para redes integradas espacio-aire-suelo en 6G y más allá
Autores: Okoyeigbo, Obinna; Deng, Xutao; Imoize, Agbotiname Lucky; Shobayo, Olamilekan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
OTFS: Una forma de onda potencial para redes integradas espacio-aire-suelo en 6G y más allá
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Telecomunicaciones
Palabras clave
Conectividad
Redes
Modulación OTFS
Escenarios de alta movilidad
Efectos Doppler
SAGINs
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Se espera que 6G proporcione conectividad ubicua, particularmente en entornos remotos e inaccesibles, al integrar redes satelitales y aéreas con redes terrestres existentes, formando Redes Integradas Espacio-Aire-Tierra (SAGINs). Estas redes, que comprenden satélites, vehículos aéreos no tripulados (UAV) y redes terrestres de alta velocidad, introducen severos efectos Doppler debido a la alta movilidad. Las técnicas de modulación tradicionales como la Multiplexión por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM) tienen dificultades para mantener una comunicación confiable en tales condiciones. Este documento investiga la modulación de Espacio de Frecuencia de Tiempo Ortogonal (OTFS) como una alternativa robusta para escenarios de alta movilidad en SAGINs. Utilizando la biblioteca de exploración 6G en MATLAB, este estudio compara el rendimiento de la tasa de error de bits (BER) de OTFS y OFDM bajo canales estáticos y multipath con diferentes escenarios de movilidad de 20 km/h a 2000 km/h, y diferentes órdenes de modulación (BPSK, QPSK y 8-PSK). Los resultados indican que OTFS supera significativamente a OFDM, manteniendo la integridad de la señal bajo condiciones extremas de movilidad. OTFS modula símbolos de información en el dominio de retardo-Doppler, demostrando una fuerte robustez contra desplazamientos Doppler y extensiones de retardo. Esto lo hace particularmente adecuado para aplicaciones de alta movilidad como satélites, UAV y redes terrestres de alta velocidad. Por el contrario, aunque OFDM sigue siendo efectivo en entornos estáticos y de baja movilidad, tiene dificultades con los severos efectos Doppler, comunes en los SAGINs propuestos. Estos hallazgos refuerzan a OTFS como una técnica de modulación prometedora para SAGINs en 6G y más allá.
Descripción
Se espera que 6G proporcione conectividad ubicua, particularmente en entornos remotos e inaccesibles, al integrar redes satelitales y aéreas con redes terrestres existentes, formando Redes Integradas Espacio-Aire-Tierra (SAGINs). Estas redes, que comprenden satélites, vehículos aéreos no tripulados (UAV) y redes terrestres de alta velocidad, introducen severos efectos Doppler debido a la alta movilidad. Las técnicas de modulación tradicionales como la Multiplexión por División de Frecuencia Ortogonal (OFDM) tienen dificultades para mantener una comunicación confiable en tales condiciones. Este documento investiga la modulación de Espacio de Frecuencia de Tiempo Ortogonal (OTFS) como una alternativa robusta para escenarios de alta movilidad en SAGINs. Utilizando la biblioteca de exploración 6G en MATLAB, este estudio compara el rendimiento de la tasa de error de bits (BER) de OTFS y OFDM bajo canales estáticos y multipath con diferentes escenarios de movilidad de 20 km/h a 2000 km/h, y diferentes órdenes de modulación (BPSK, QPSK y 8-PSK). Los resultados indican que OTFS supera significativamente a OFDM, manteniendo la integridad de la señal bajo condiciones extremas de movilidad. OTFS modula símbolos de información en el dominio de retardo-Doppler, demostrando una fuerte robustez contra desplazamientos Doppler y extensiones de retardo. Esto lo hace particularmente adecuado para aplicaciones de alta movilidad como satélites, UAV y redes terrestres de alta velocidad. Por el contrario, aunque OFDM sigue siendo efectivo en entornos estáticos y de baja movilidad, tiene dificultades con los severos efectos Doppler, comunes en los SAGINs propuestos. Estos hallazgos refuerzan a OTFS como una técnica de modulación prometedora para SAGINs en 6G y más allá.