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龙图腾网获悉南京理工大学申请的专利一种基于四维球形码的OTFS通信方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116915566B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310830174.X，技术领域涉及：H04L27/26；该发明授权一种基于四维球形码的OTFS通信方法及系统是由邹骏;郭琳;陈怡然;赵文清;周威廷设计研发完成，并于2023-07-07向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于四维球形码的OTFS通信方法及系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于四维球形码的OTFS通信方法及系统，具体为：在发送端，将DD域数据分组为多个子块，每一子块进行索引调制及四维球形码调制，所有子块的输出组成一帧DD域信号XDD；信号XDD经OTFS调制后发射至接收端，接收端进行OTFS解调得到DD域的接收信号YDD；接收信号YDD经过均衡，消除符号间干扰，得到初步检测信号将初步检测信号划分为与发射端数量相等的子块，对每一子块进行ML检测；根据OTFS调制的输入‑输出关系所对应的数学模型，确定通信系统的平均误比特率近似值和PAPR上界。本发明利用高维调制时星座点间距离增大的优势，相比于传统二维调制通信系统，提高了系统的检测性能及通信容量。

本发明授权一种基于四维球形码的OTFS通信方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于四维球形码的OTFS通信方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、在发送端，将DD域数据分组为多个子块，每一子块进行索引调制及四维球形码调制，所有子块的输出组成一帧DD域信号XDD； 步骤2、信号XDD经OTFS调制后发射至接收端，接收端进行OTFS解调得到DD域的接收信号YDD； 步骤3、接收信号YDD经过均衡，消除符号间干扰，得到初步检测信号 步骤4、将初步检测信号划分为与发射端数量相等的子块，对每一子块进行ML检测； 步骤5、根据OTFS调制的输入-输出关系所对应的数学模型，确定通信系统的平均误比特率近似值和PAPR上界； 步骤1中将DD域数据分组为多个子块，每一子块进行索引调制及四维球形码调制，具体如下： 步骤1.1、设子块总符号数为n、激活符号数为k，则一个M×N的OTFS帧分为g＝MN组，发射的比特流集合u平均分为g组，每一子块传输p比特信息，其中p1比特用于索引调制、p2比特进行四维调制； 步骤1.2、各子块调制时相互独立，在L维空间中取单位球面中的Mc个点作为调制星座点ci＝ci,1,ci,2,ci,3,ci,4，由于星座点是四维向量，在系统传输中将使用两个二维符号承载一个四维符号，即ci由s1＝ci,1+jci,2和s2＝ci,3+jci,4传输，因此激活符号数k应为2的整数倍，且一个子块的调制符号矢量为sβ＝[sβ1,sβ2,…,sβk]T，子块中用于四维调制的比特数p2＝k2log2Mc； 步骤1.3、在子块的n个数据符号中选用连续且不重复的k个符号作为激活符号，则第β个子块的索引集合Iβ为查找表I的一个子集，其中I＝{ki-1+1,ki-1+2,…,ki-1+k},i∈[1,2,…,nk]，子块中用于索引调制的比特数 步骤1.4、一个子块中共传输的比特数为： 于是谱效率SE＝p，第β个子块的发射信息Xβ表示为： 步骤3中的接收信号YDD经过均衡，消除符号间干扰，得到初步检测信号具体如下： 假设信道信息在接收端是已知的，均衡时采用MMSE均衡或MRC均衡； MMSE均衡如下式： 其中为估计的发射信号向量、y为接收信号向量、H为信道矩阵、σ2为噪声方差，将MN×1的预估计发射向量改写为M×N的矩阵，即得到 MRC均衡与MRC检测一致，将MRC检测算法中的硬判决变换为软判决，采用MRC均衡时需要使用补零的OTFS结构，即帧结构时延维度补δ个零，δ大于最大时延； 步骤4中将初步检测信号划分为与发射端数量相等的子块，对每一子块进行ML检测，具体如下： 按照步骤1由子块组成OTFS帧的规则，将预估计发射信号即初步检测信号重新划分为相同数量的子块，用ML检测器对每一子块进行检测，得到索引信息和四维调制信息： 其中，为估计的第β个子块的发射信息、sβ为第β个子块的调制符号、Ιβ为第β个子块的索引集合； 步骤5中根据OTFS调制的输入-输出关系所对应的数学模型，确定OTFS通信系统的平均误比特率近似值和PAPR上界，具体如下： 在已知信道信息情况下，将x错判为的条件配对错误概率为： 其中，Q·为高斯Q函数、Heff为DD域的等效信道矩阵、N0,DD为噪声在DD域的方差； 经过化简推导，得出非条件配对概率为： 其中，P为传播路径数、σ2为信道增益hi的方差、λi为厄米特矩阵Θ的特征值，具体如下：为经时延和多普勒影响后的DD域发射信号矩阵、为经时延和多普勒影响后的DD域估计发射信号矩阵、为第i条路径时延和多普勒影响矩阵、FN为N×N的归一化傅里叶变换矩阵、Grx和Gtx分别为接收成型脉冲矩阵和发射成型脉冲矩阵、为前向循环矩阵反映了第i条路径的时延影响、为对角矩阵反映了第i条路径的多普勒影响； 于是平均误比特率的近似值为： 其中，nx＝Mck2nkg为发射信号x的可能情况的个数，Mc表示四维星座点的总个数、n表示子块中的总符号数、k表示子块中的激活符号数、g表示一个OTFS帧中包含的子块个数，为将x错判为时的错误比特个数； 推导出系统的PAPR上界为： 其中，k、l分别为DD域中的多普勒索引和时延索引，为XDD第u行中数据的平均功率。

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