Waveform design aims to achieve orthogonality among data signals/symbols across all available Degrees of Freedom (DoF) to avoid interference while transmitted over the channel. In general, precoding decomposes the channel matrix into desirable components in order to construct a precoding matrix, which is combined with the data signal to orthogonality in the spatial dimension. On the other hand, modulation uses orthogonal carriers in a certain signal space to carry data symbols with minimal interference from other symbols. However, it is widely evident that next Generation (xG) wireless systems will experience very high mobility, density and time-varying multi-path propagation that will result in a highly non-stationarity of the channel states. Conventional precoding methods using SVD or QR decomposition, are unable to capture these joint spatio-temporal variations as those techniques treat the space-time-varying channel as separate independent spatial channel matrices and hence fail to achieve joint spatio-temporal orthogonality. Meanwhile, the carriers in OFDM and OTFS modulations are unable to maintain the orthogonality in the frequency and delay-Doppler domain respectively, due to the higher order physical variation like velocity (Doppler effect) or acceleration (time-varying Doppler effect). In this article, we review a recent method called High Order Generalized Mercer's Theorem (HOGMT) for orthogonal decomposition of higher dimensional, non-stationary channels and its application to MU-MIMO precoding and modulation. We conclude by identifying some practical challenges and the future directions for waveform design for MU-MIMO non-stationary channels based on HOGMT.
翻译:波形设计旨在在所有可用的自由度(DoF)中实现数据信号/符号之间的垂直度,以避免在传送到频道上时受到干扰。 一般来说, 预编码将频道矩阵分解为可取的组件, 以构建预编码矩阵, 与空间维度( 空间维度) 之间的数据信号结合。 另一方面, 在某个信号空间中, 调制使用正方位载体载体, 以其他符号的最小干扰方式携带数据符号。 然而, 广泛可见, 下一代( XG) 的无线系统将经历非常高的流动性、 密度和时间变化性多方向传播, 从而导致频道状态高度不稳定。 使用 SVD 或 QR 降解的常规预编码方法无法捕捉这些联合的电磁时序变化, 因为这些技术将空间时间变化作为独立的空间信道矩阵矩阵, 因而无法实现联合电磁度- 脉冲或多位化。 同时, 调和 OTF- 的载体- 流- 平流- 的多方向- 运行- 的电流- 的电流- 运行- 运行- 运行- 运行- 的电流- 运行- 运行- 运行- 运行- 运行- 预断- 运行- 运行- 运行- 运行- 运行- 运行- 的周期- 运行- 运行- 的周期性- 的周期性- 度- 的周期性- 度- 度- 时间序- 度- 的周期性- 的周期性流流流流流流流流- 的周期性- 的周期性- 的周期性- 、 的周期性- 、 、 度- 的周期性- 的周期性- 、 、 、 、 、 的周期性- 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 性、 性、 性、 时间性、 、 、 、 、 、 、 性、 、 性、 性、 性、 、 性、 性、 性、 性、 性、 性、 性、 性、