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龍圖騰網獲悉南京理工大學申請的專利一種基于四維球形碼的OTFS通信方法及系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN116915566B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-29發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202310830174.X，技術領域涉及：H04L27/26；該發明授權一種基于四維球形碼的OTFS通信方法及系統是由鄒駿;郭琳;陳怡然;趙文清;周威廷設計研發完成，并于2023-07-07向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于四維球形碼的OTFS通信方法及系統在說明書摘要公布了：本發明公開了一種基于四維球形碼的OTFS通信方法及系統，具體為：在發送端，將DD域數據分組為多個子塊，每一子塊進行索引調制及四維球形碼調制，所有子塊的輸出組成一幀DD域信號XDD；信號XDD經OTFS調制后發射至接收端，接收端進行OTFS解調得到DD域的接收信號YDD；接收信號YDD經過均衡，消除符號間干擾，得到初步檢測信號將初步檢測信號劃分為與發射端數量相等的子塊，對每一子塊進行ML檢測；根據OTFS調制的輸入?輸出關系所對應的數學模型，確定通信系統的平均誤比特率近似值和PAPR上界。本發明利用高維調制時星座點間距離增大的優勢，相比于傳統二維調制通信系統，提高了系統的檢測性能及通信容量。

本發明授權一種基于四維球形碼的OTFS通信方法及系統在權利要求書中公布了：1.一種基于四維球形碼的OTFS通信方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1、在發送端，將DD域數據分組為多個子塊，每一子塊進行索引調制及四維球形碼調制，所有子塊的輸出組成一幀DD域信號XDD； 步驟2、信號XDD經OTFS調制后發射至接收端，接收端進行OTFS解調得到DD域的接收信號YDD； 步驟3、接收信號YDD經過均衡，消除符號間干擾，得到初步檢測信號 步驟4、將初步檢測信號劃分為與發射端數量相等的子塊，對每一子塊進行ML檢測； 步驟5、根據OTFS調制的輸入-輸出關系所對應的數學模型，確定通信系統的平均誤比特率近似值和PAPR上界； 步驟1中將DD域數據分組為多個子塊，每一子塊進行索引調制及四維球形碼調制，具體如下： 步驟1.1、設子塊總符號數為n、激活符號數為k，則一個M×N的OTFS幀分為g＝MN組，發射的比特流集合u平均分為g組，每一子塊傳輸p比特信息，其中p1比特用于索引調制、p2比特進行四維調制； 步驟1.2、各子塊調制時相互獨立，在L維空間中取單位球面中的Mc個點作為調制星座點ci＝ci,1,ci,2,ci,3,ci,4，由于星座點是四維向量，在系統傳輸中將使用兩個二維符號承載一個四維符號，即ci由s1＝ci,1+jci,2和s2＝ci,3+jci,4傳輸，因此激活符號數k應為2的整數倍，且一個子塊的調制符號矢量為sβ＝[sβ1,sβ2,…,sβk]T，子塊中用于四維調制的比特數p2＝k2log2Mc； 步驟1.3、在子塊的n個數據符號中選用連續且不重復的k個符號作為激活符號，則第β個子塊的索引集合Iβ為查找表I的一個子集，其中I＝{ki-1+1,ki-1+2,…,ki-1+k},i∈[1,2,…,nk]，子塊中用于索引調制的比特數 步驟1.4、一個子塊中共傳輸的比特數為： 于是譜效率SE＝p，第β個子塊的發射信息Xβ表示為： 步驟3中的接收信號YDD經過均衡，消除符號間干擾，得到初步檢測信號具體如下： 假設信道信息在接收端是已知的，均衡時采用MMSE均衡或MRC均衡； MMSE均衡如下式： 其中為估計的發射信號向量、y為接收信號向量、H為信道矩陣、σ2為噪聲方差，將MN×1的預估計發射向量改寫為M×N的矩陣，即得到 MRC均衡與MRC檢測一致，將MRC檢測算法中的硬判決變換為軟判決，采用MRC均衡時需要使用補零的OTFS結構，即幀結構時延維度補δ個零，δ大于最大時延； 步驟4中將初步檢測信號劃分為與發射端數量相等的子塊，對每一子塊進行ML檢測，具體如下： 按照步驟1由子塊組成OTFS幀的規則，將預估計發射信號即初步檢測信號重新劃分為相同數量的子塊，用ML檢測器對每一子塊進行檢測，得到索引信息和四維調制信息： 其中，為估計的第β個子塊的發射信息、sβ為第β個子塊的調制符號、Ιβ為第β個子塊的索引集合； 步驟5中根據OTFS調制的輸入-輸出關系所對應的數學模型，確定OTFS通信系統的平均誤比特率近似值和PAPR上界，具體如下： 在已知信道信息情況下，將x錯判為的條件配對錯誤概率為： 其中，Q·為高斯Q函數、Heff為DD域的等效信道矩陣、N0,DD為噪聲在DD域的方差； 經過化簡推導，得出非條件配對概率為： 其中，P為傳播路徑數、σ2為信道增益hi的方差、λi為厄米特矩陣Θ的特征值，具體如下：為經時延和多普勒影響后的DD域發射信號矩陣、為經時延和多普勒影響后的DD域估計發射信號矩陣、為第i條路徑時延和多普勒影響矩陣、FN為N×N的歸一化傅里葉變換矩陣、Grx和Gtx分別為接收成型脈沖矩陣和發射成型脈沖矩陣、為前向循環矩陣反映了第i條路徑的時延影響、為對角矩陣反映了第i條路徑的多普勒影響； 于是平均誤比特率的近似值為： 其中，nx＝Mck2nkg為發射信號x的可能情況的個數，Mc表示四維星座點的總個數、n表示子塊中的總符號數、k表示子塊中的激活符號數、g表示一個OTFS幀中包含的子塊個數，為將x錯判為時的錯誤比特個數； 推導出系統的PAPR上界為： 其中，k、l分別為DD域中的多普勒索引和時延索引，為XDD第u行中數據的平均功率。

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