TR2023016547A2

TR2023016547A2 - A METHOD FOR OFDM AND OTFS RESOURCE ALLOCATION FOR HYBRID WAVEFORM TRANSMISSION SYSTEMS

Info

Publication number: TR2023016547A2
Application number: TR2023/016547
Authority: TR
Inventors: Arslan Huseyi̇n; Ammar Boudjelal Ayoub; Eddine Zegrar Salah
Original assignee: İstanbul Medi̇pol Üni̇versi̇tesi̇
Filing date: 2023-12-05
Publication date: 2024-01-22

Abstract

Bu buluş, farklı dalga formlarını, yani ortogonal frekans bölmeli çoğullamayı (OFDM) ve ortogonal zaman-frekans uzayı OTFS modülasyonunu kullanan farklı kullanıcılar için yeni bir programlama (kaynak tahsisi) şeması önermektedir. Önerilen tahsis, OTFS sinyalinin optimum OTFS performansı için tüm zaman-frekans kaynaklarını kapsamasını sağlarken, OFDM sinyalinde minimum veya sıfır parazit elde edilmektedirThis invention proposes a new scheduling (resource allocation) scheme for different users using different waveforms, namely orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) and orthogonal time-frequency space OTFS modulation. The proposed allocation ensures that the OTFS signal covers all time-frequency resources for optimal OTFS performance, while minimal or zero interference is achieved in the OFDM signal.

Description

TARIFNAME HIBRIT DALGA SEKLI ILETIM SISTEMLERI IÇIN OFDM VE OTFS KAYNAK TAHSISINE YÖNELIK BIR YÖNTEM Teknolojik Alan: Bu bulus, OFDM ve OTFS sinyallesmesini kullanan herhangi bir kablosuz iletisim cihazinda kullanilabilen hibrit dalga sekli iletim sistemleri için OFDM ve OTFS kaynak tahsisine yönelik bir yöntem ile ilgilidir. Teknigin Bilinen Durumu: Altinci nesil (6G) kablosuz aglarin ortaya çikisi, yeni gereksinimler ve uygulamalar tarafindan yönlendirilmektedir. Bu uygulamalar yalnizca güçlü, yüksek hizli iletisimi saglamakla kalmamali, ayni zamanda veri iletimi için artan talepleri de etkili bir sekilde karsilamalidir. Bu dinamik baglamda, yüksek mobilite destegine yapilan vurgu, kablosuz iletisim sistemlerinin gelisiminde önemli bir yön olarak ortaya çikarmaktadir. Mevcut besinci nesil (5G) aglar, kabul edilebilir hizmet kalitesini (QoS) korurken saatte 500 kilometreye kadar mobiliteyi sürdürme yeteneklerini kanitlamistir [1]. Bu yetenek, araçtan her seye (V2X), insansiz hava araçlari (IHA'lar) ve yüksek hizli demiryollari (HSR'ler) gibi yüksek hareketlilik senaryolarindaki uygulamalarin önünü açmistir. Ancak hiperdöngü teknolojisi gibi yeni yüksek mobilite senaryolari ortaya çikmaya devam ettikçe, gelecekteki 6G aglari için öngörülen saatte 1000 kilometrelik mobilite gereksinimi daha da büyük önem kazanmaktadir [2]. Bu artan hareketlilik, Doppler etkileri seklinde önemli zorluklar ortaya çikararak, yüksek hareketli kablosuz iletisimde (HMWC) hizli, iki kat seçici sönümleme olgusuna neden olmaktadir [3]. Bu etkiler, ortogonal frekans bölmeli çogullama (OFDM) sistemleri içindeki alt tasiyicilarin ortogonalligini dogrudan etkiler ve potansiyel olarak performansin düsmesine yol açmaktadir. Sonuç olarak, bu önemli Doppler kaymalari ve yayilmalarinin ortaya çikardigi zorlu zorluklarin üstesinden gelmek, 6G aglarinin gelistirilmesinde merkezi bir amaç haline gelmektedir. Üçüncü nesil ortaklik projesi (3GPP) gibi kuruluslarin, demodülasyon referans sinyalleri (DMRS) gibi yenilikçi tasarimlar da dahil olmak üzere G OFDM sistemlerinin performansini artirmaya yönelik önemli çabalarina ragmen, bazi performans bosluklari devam etmektedir. OFDM dalga formlarinin bu dogal sinirlamalari, olumsuz Doppler etkilerini azaltirken yüksek mobilitenin faydalarindan etkili bir sekilde yararlanabilen yenilikçi dalga formu tasarimlarina olan acil ihtiyacin altini çizmektedir. Kullanici hareketliliginin degisen düzeylerine hitap etmek, ortogonal zaman-frekans alani (OTFS) [4] ve ortogonal frekans bölmeli çogullama (OFDM) gibi farkli dalga formlarinin kullanilmasini gerektirmektedir. Bu seçim, farkli hareket hizlarina uyum saglama ve farkli hareketlilik kosullari altinda etkili iletisim saglama temel ihtiyacindan kaynaklanmaktadir. Kullanicilarin hizli hareketle karakterize edildigi yüksek mobilite senaryolari, bu tür dinamik kosullara ragmen net iletisim kalitesini sürdürebilen OTFS gibi bir dalga biçimini gerektirmektedir. Öte yandan, daha yavas ve kademeli hareketi olan kullanicilari içeren düsük mobilite senaryolari, OFDM dalga formunun kullanimi için çok uygundur. Bu dalga biçimi seçimi, tatmin edici iletisim kalitesini korurken kaynak tüketimini optimize etmektedir. Dalga biçimi seçimini belirli mobilite özelliklerine göre uyarlayarak, kullanici deneyimini gelistirmek için uyarlanabilir ve etkili bir iletisim çerçevesi olusturulabilmektedir. Çoklu mobilite senaryolarinda, performans ile karmasiklik arasinda bir denge kurmak çok önemlidir, bu da OTFS'nin OFDM'nin yerini tamamen almasini imkânsiz hale getirmektedir. Bu senaryolar, baz istasyonunun kapsama alani içinde rastgele dagitilmis, degisen derecelerde hareket kabiliyetine sahip, çesitli bir kullanici popülasyonunu içermektedir. Hem hizli hem de yavas hareket eden kullanicilara ayni anda hizmet verebilmek için baz istasyonunun birden fazla dalga biçimini benimsemesi gerekmektedir. Özellikle, yüksek mobiliteye sahip kullanicilar için OTFS dalga formu kullanilirken, düsük mobiliteye sahip kullanicilar için OFDM dalga formu kullanilmaktadir. OTFS ve OFDM'nin çoklu dalga formu çözümleri olarak tasarimi ve bir arada bulunmasi, kablosuz iletisimde acil müdahale gerektiren önemli bir zorluk teskil etmektedir. Mevcut sistemlerin kapasitesinin sinirlamalarini ele almak için [5]'teki çalisma önerilmistir; burada çoklu hareketlilik senaryolari dikkate alinmakta ve iki düsük karmasiklikli OTFS-OFDM birlikte var olma semasi tasarlanmaktadir. Zaman Bölmeli Çogullama (TDM) semasi, zaman alaninda OTFS kullanicilarinin ve OFDM kullanicilarinin çogullanmasini saglarken, Frekans Bölmeli Çogullama (FDM) semasi, frekans alaninda OTFS kullanicilarinin ve OFDM kullanicilarinin çogullanmasini saglamaktadir. Daha önce önerilen semalarin dezavantaji, OTFS ve OFDM kullanicilarini zaman-frekans kaynak izgarasinda blok halinde atamalaridir. OTFS çerçevesinin kilit atamasi, çerçevenin zaman süresini ve bant genisligini sinirlar; bu da sonuçta gecikmeyi ve Doppler çözünürlügünü azaltarak performansin düsmesine neden olmaktadir. Sonuç olarak, yukarida belirtilen dezavantajlarin üstesinden gelebilecek, OFDM sinyalleriyle sifir veya minimum paraziti korurken OTFS sinyallerinin zaman-frekans kaynak aginin her yerine yayilmasina olanak taniyan yeni bir yönteme ihtiyaç bulunmaktadir. Referanslar: network requirements. Sustainability, 9(10), p.1848. communication systems: Applications, requirements, technologies, challenges, and research directions. IEEE Open Journal of the Communications Society, 1, pp.957-975. Challenges, opportunities and solutions. IEEE Access, 4, pp.450-476. Calderbank, "Orthogonal time frequency space modulation," in IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), 2017, pp. 1-6. Waveforms for Multi-mobility Scenarios." 2022 IEEE 95th Vehicular Technology Conference:(VTC2022-Spring). IEEE, 2022. Bulusun Tanimi: Yukarida belirtilen ve asagidaki detayli açiklamadan ortaya çikacak tüm amaçlari gerçeklestirmek için bulus; kullanicilarin farkli dalga formlariyla, yani OTFS ve OFDM ile sinyal göndermesine yönelik programlama yöntemini sunmaktadir. Önerilen sema, OTFS sinyalinin çerçevenin tüm zamanina yayilmasina ve mümkün oldugu kadar genis bir bant genisligi isgal etmesine olanak tanimaktadir. Bu, yüksek gecikme-Doppler çözünürlügü ve dolayisiyla OTFS kullanicilarinin daha iyi performansini saglamistir. Önerilen sema, OTFS'yi, OFDM kaynak bloklarinin OTFS sinyallerinden sifir veya minimum düzeyde müdahale ile tahsis edilebilecegi sekilde yaymaktadir. Önerilen sema, zaman, frekans veya birlikte zaman ve frekansta farkli sinyallesme (OFDM ve/Veya OTFS) kullanan çesitli sayidaki kullanicilarin çogullanmasina yönelik esneklik sunmaktadir. OTFS ve OFDM sinyallesmesini kullanan bir iletisim sisteminde önerilen kaynak tahsisi, düsük karmasiklik algoritmasiyla en iyi performansa sahip dalga formlarini saglamaktadir. Önerilen bulusun avantajlari su sekilde özetlenmektedir: l- OTFS ve OFDM sinyallesmesini kullanan bir iletisim sisteminde önerilen kaynak tahsisi, en iyi performansa sahip dalga formlarini saglar. 2- OFDM ve OTFS'yi zamaninda planlama yetenegi. 3- OFDM ve OTFS'yi frekansta programlayabilme. 4- OFDM ve OTFS'yi zaman ve siklikta programlayabilme. - Teknik, alinan OTFS pilot sinyalini hem zaman hem de frekans alanlarinda, kesirli kaymalar gecikme-Doppler (DD) alaninda tam sayilar haline gelinceye kadar kesirli tonlarla modüle eder. 6- Verici ve alici tarafindaki sinyal isleme oldukça basit olup, programlamanin hesaplama karmasikligi çok düsüktür. Bulus konusu ürün yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen sekiller ve bu sekillere atiflar yapmak suretiyle yazilan detayli açiklama sayesinde daha net anlasilacaktir ve bu nedenle degerlendirmenin de bu sekiller ve detayli açiklama göz önünde bulundurularak yapilmasi gerekmektedir. Sekillerin Açiklanmasi: Bulus, ilisikteki sekillere atifta bulunularak anlatilacaktir, böylece bulusun özellikleri daha açikça anlasilacak ve takdir edilecektir, fakat bunun amaci bulusu bu belli düzenlemeler ile sinirlamak degildir. Tam tersine, bulusun ilisikteki istemler tarafindan tanimlandigi alani içine dahil edilebilecek bütün alternatifleri, degisiklikleri ve denkliklerinin kapsanmasi amaçlanmistir. Gösterilen ayrintilar, sadece mevcut bulusun tercih edilen düzenlemelerinin anlatimi amaciyla gösterildigi ve hem yöntemlerin sekillendirilmesinin hem de bulusun kurallari ve kavramsal özelliklerinin en kullanisli ve kolay anlasilir tanimini saglamak amaciyla sunulduklari anlasilmalidir. Bu çizimlerde; Sekil 1 a) zaman, b) frekans ve (c) zaman-frekans cinsinden önerilen OTFS ve OFDM programlamasi. Bu bulusun anlasilmasina yardimci olacak sekiller ekli resimde belirtildigi gibi numaralandirilmis olup isimleri ile beraber asagida verilmistir. Bulusun Açiklanmasi: Açiklanan yöntem, OFDM ve OTFS dalga formlarini kullanarak farkli kullanicilari planlamak (kaynak tahsisi) için yeni bir yaklasim sunar. Burada bahsedilen OFDM ve OTFS,nin açiklamasi su sekildedir: OFDM: (Oithogonal Frequency Division MultipleXing) modern iletisim sistemlerinde yaygin olarak kullanilan bir modülasyon teknigidir. Yüksek hizli bir veri akisini birden fazla düsük hizli alt akisa böler ve bunlari bir dizi ortogonal alt tasiyici üzerinden paralel olarak eszamanli olarak iletir. Her alt tasiyici, mevcut bant genisliginin verimli kullanimina olanak taniyan dar bantli bir sinyal kullanilarak modüle edilir. OTFS: (Orthogonal Time Frequency Space) kablosuz iletisim sistemlerinde spektral verimliligi artirmak ve sönümlü kanallar üzerinden veri iletiminin saglamligini gelistirmek için kullanilan bir modülasyon teknigidir. Veri sembollerinin zaman-frekans alaninda iki boyutlu bir izgaraya eslenmesi, birden fazla sembolün ayni anda iletilmesine izin verilmesi ve böylece veri hizinin arttirilmasi konseptine dayanmaktadir. Burada önerilen tahsis, OTFS sinyalinin optimum OTFS performansi için tüm zaman- frekans kaynaklarini kapsamasini saglarken, OFDM sinyaliyle minimum veya sifir parazit elde edilir. OTFS sinyal tasarimi, x[k,l] ile gösterilen M X N gecikme-Doppler (DD) bölmeleri üzerinden dagitilan M X N veri sembolünü dikkate alir; burada k 2 0, ...,N - 1,l = 0, ...,M - 1. Bir iletisim sisteminin, bir sembolün zaman süresinin T 2 1 /Af oldugu Tf = NT çerçeve süresiyle toplam B 2 MA f bant genisligi üzerinden modüle edilmesi için, 1 /MA f ve 1 /NT gecikmesi ve Doppler araligini zorunlu kilan, sirasiyla. Daha sonra x[k, l], zaman-frekans (TF) etki alani izgarasina {X [n, m],n = 0, ...,N - 1,m = 0, , M - 1} ters sempatik sonlu Fourier dönüsümü (ISFFT) kullanilarak eslenir, yani, M-1 N-1 XOTFS [n, m] : â Z Z XDDlki l]e "TV-k _ %l)}› (1) Degerler denklemden önce zaten açiklanmistir. Kisaca açiklama tekrar burada paylasilmistir: M: gecikme alanindaki gecikme kutusu sayisi N: Doppler alanindaki Doppler kutularinin sayisi l: gecikme indeksi k: Doppler indeksi n: zaman indeksi m: frekans indeksi X D D: gecikme Doppler alanindaki veri sembolü X OTFS: X D D'nin zaman-frekans gösterimi X D D (k, l): Gecikme Doppler alanindaki k'inci ve l'inci veri sembolü. X n,m :X 'nin zaman-frekans österimine kar ilik elen n'inci ve m'inci sin al burada e{k} = ejznk, bu durumda XOTFS [n, m] asagida ifade edildigi gibi Heisenberg Dönüsümü uygulanarak sürekli zamanli sinyal s(t)'ye dönüstürülür. Af: frekans alanindaki alt tasiyici araligi. rect(.): is dikdörtgen darbe seklidir. burada rect(.) dikdörtgen darbe seklidir ve A = %. Simdi xs [k', l'] ile gösterilen % DD veri kutularina sahip bir OTFS sistemi için, burada k' 2 0, ...,g - 1, l' 2 O, ...,% - 1. Önerilen yöntem, TF alani içinde gerekli programlamayi elde etmek için bir ön kodlama matrisi ile Kronecker çarpimini kullanir, a, ß: OTFS verilerinin zaman ve frekanstaki yayilma faktörlerini tanimlayan tamsayi sayilar. ®: Kronecker çarpimidir. ve ön kodlama matrisi su sekilde verilebilir: PCIi 612 [a' b]_ _ f,Fil-`612' (4) burada fqs, (xXa Ayrik Fourier Dönüsümü (DFT) matrisinin ql'inci sütununu belirtir. Benzer sekilde fqz, ß X ß DFT matrisinin qz'inci satirina karsilik gelir. Böylece asagidaki gibi yazilabilir: burada 61 = [iv-"J , b = lg] ve DD etki alani sinyali X DD asagidaki gibi yazilabilir prlkJ]:EXS([k]%,[i]%e{ a +7 agl = I' + bgseklinde ayarlanarakburada k' 2 0, ...,g - 1, l' 2 O, ...,% - 1 TF alani sinyali su sekilde bulunabilir: 1 a-l ß 1 a: ß n(k' + M) MNaß a=0 b=0 k'=0 i'=0 N Biraz basitlestirmeden sonra XOTFS [n, m] asagidaki gibi yazilabilir 1 E_1 M_1 nk ml burada II) 2 WEZEOZILO xs[k', l']e lî - _}, denklem (8), iki Kronecker delta fonksiyonunun çarpimi seklinde asagidaki sekilde yazilabilir: öab: Kronecker delta fonksiyonunu 6(a - b)belirtir. j27i'll burada 5nq1:_Za;oe vc 6-qu - . xOTFS [n, m] 'nin sifirdan farkli bir degere sahip olmasi için, hem önq 1hem de (3qu sifir olmamalidir; bu yalnizca ve yalnizca[n - q1]a = 0 ve [m - q2]ß = 0 dolayisiyla TF izgarasi X [n, m] asagidaki gibi sunulabilir. XTF [n, m] _ {O, Aksi takdirde. (10) Pq 1.612 [61, b] ön kodlama matrisi kullanilarak kontrol edilebilecegi anlamina gelir burada sirasiyla zaman ve frekans alanlarindaki aktif kutular arasindaki mesafeyi seçmek için (1 ve [3 kullanilir. ql ve qz , sirasiyla zaman ve frekans alanlarindaki aktif kutularin baslangiç indekslerini seçecektir. OTFS-OFDM Eszamanli Varlik Düzeni: Verilerin baslangiçta gecikme Doppler (DD) alanina eslendigi ve daha sonra TF alanina dönüstürüldügü OTFS'nin aksine, OFDM, verileri dogrudan M X N veri sembollerinin M X N TF izgarasi üzerinde dagitildigi frekans alanina esler. X [n, m] ve M,N alt tasiyicilarin sayisi ve OFDM sembollerinin sayisidir. Son olarak, daha sonra sürekli zamanli bir sinyale dönüstürülür. Z XOFDMlnimle M - (11) burada xn[t] n'inci OFDM sembolü. a. OTFS-OFDM Zaman-frekans planlamasi: Önceki ön kodlama matrisini kullanarak OTFS ve OFDM'yi zaman ve frekansta planlamak için (MN - %) verileri OFDM için kullanilir ve TF izgarasi asagidaki gibi doldurulabilir: XTF [ni m] : gXOFDM [n, 771], 0. W, (12) ve X T F [n, m] denklem (2)'deki gibi Heisenberg Dönüsümü kullanilarak dogrudan zamana dönüstürülebilir. OTFS ve OFDM'yi zamaninda planlamak için ön kodlama matrisi ß = 1 ile kullanilir ve bu da asagidaki sonuca yol açar: Böylece sistem, (MN - -) OFDM verilerini kullanirken 1%`, OTFS kutularini XOTFS [71 ml 1MZIIxJkCÜe"Cd-FM) ml e{_aq1 7} (13) kullanmayi basarir ve TF izgarasi asagidaki gibi sunulabilir: XOTFS [n, mli n = 210( + (11 XTF["' m] : iXOFDM [n, m], 0. w c. OTFS-OFDM Frekans planlamasi: OTFS ve OFDM'yi frekansa göre planlamak için ön kodlama matrisi 0( = 1 ile kullanilir ve asagidaki sonuç elde edilir: OTFS n,m = xs . e --_ e _. VMNIB b=0 k=0 i'=0 N M '8 Böylece sistem, (MN -M) OFDM verilerini kullanirken ?OTFS kutularini kullanmayi basarir ve TF izgarasi asagidaki gibi sunulabilir: XOTFS [n, mli n : 22.8 + (12 XTFlni m] : iXOFDMlniml' Aksi takdirde' (16) Bu teknolojinin su anki açiklamalari, örnek verme ve açiklama amaçli sunulmustur. Kesin formlara sinirlamak veya kapsamli olmaktan uzak olmak amaciyla yapilmamislardir ve açikça görüldügü gibi yukaridaki ögreti isiginda birçok degisiklik ve varyasyon mümkündür. Bu örnekler, baskalarinin bu teknolojiyi ve çesitli uygulamalarini en iyi sekilde anlamalarini saglamak ve düsünülen özel kullanima en uygun sekilde çesitli modifikasyonlarla kullanmalarini saglamak amaciyla seçilmis ve açiklanmistir. Çesitli dengeleme ve esdegerlerin çesitli durumlari önermek veya uygun kilmak amaciyla baZi ihmal edilen noktalarin ve yerine geçenlerin anlasildigi, ancak bu tür degisikliklerin bu teknolojinin istemlerinin ruhundan veya kapsamindan sapmadigi anlasilmaktadir. Eger bir çatisma ortaya çikmazsa, bu belgedeki örneklemeler ve örneklerdeki özellikler karsilikli olarak birlestirilebilmektedir. Yukaridaki açiklamalar, sadece bu belgenin spesifik uygulamalaridir ve bu belgenin koruma kapsamini sinirlamayi amaçlamaZ. Bu belgede açiklanan teknik kapsam içinde uzman bir kisi tarafindan hemen anlasilabilen herhangi bir degisiklik veya yerine geçme, bu belgenin koruma kapsamina dahil olacaktir. Bu nedenle, bu belgenin koruma kapsami, istemlerin koruma kapsamina tabi olacaktir. TR TR DESCRIPTION A METHOD FOR OFDM AND OTFS RESOURCE ALLOCATION FOR HYBRID WAVEFORM TRANSMISSION SYSTEMS Technological Field: This invention relates to a method for OFDM and OTFS resource allocation for hybrid waveform transmission systems that can be used in any wireless communication device using OFDM and OTFS signaling. State of the Art: The emergence of sixth generation (6G) wireless networks is driven by new requirements and applications. These applications must not only enable powerful, high-speed communications, but also effectively meet the increasing demands for data transmission. In this dynamic context, the emphasis on high mobility support emerges as an important direction in the development of wireless communication systems. Current fifth-generation (5G) networks have proven their ability to maintain mobility up to 500 kilometers per hour while maintaining acceptable quality of service (QoS) [1]. This capability has paved the way for applications in high mobility scenarios such as vehicle-to-everything (V2X), unmanned aerial vehicles (UAVs), and high-speed railways (HSRs). However, as new high mobility scenarios such as hyperloop technology continue to emerge, the 1000 kilometers per hour mobility requirement envisioned for future 6G networks becomes even more important [2]. This increased mobility poses significant challenges in the form of Doppler effects, resulting in a fast, doubly selective fading phenomenon in high mobility wireless communications (HMWC) [3]. These effects directly affect the orthogonality of subcarriers within orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) systems, potentially leading to decreased performance. As a result, overcoming the formidable challenges posed by these significant Doppler shifts and scatterings is becoming a central goal in the development of 6G networks. Despite significant efforts by organizations such as the third generation partnership project (3GPP) to improve the performance of G OFDM systems, including innovative designs such as demodulation reference signals (DMRS), some performance gaps remain. These inherent limitations of OFDM waveforms underscore the urgent need for innovative waveform designs that can effectively exploit the benefits of high mobility while reducing adverse Doppler effects. Addressing varying levels of user mobility requires the use of different waveforms such as orthogonal time-frequency domain (OTFS) [4] and orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). This choice arises from the basic need to adapt to different movement speeds and to communicate effectively under different mobility conditions. High mobility scenarios where users are characterized by rapid movement require a waveform such as OTFS that can maintain clear communication quality despite such dynamic conditions. On the other hand, low mobility scenarios involving users with slower and gradual movement are well suited to the use of the OFDM waveform. This waveform selection optimizes resource consumption while maintaining satisfactory communication quality. By tailoring the waveform selection to specific mobility characteristics, an adaptable and effective communication framework can be created to enhance the user experience. In multi-mobility scenarios, it is crucial to strike a balance between performance and complexity, making it impossible for OTFS to completely replace OFDM. These scenarios involve a diverse user population with varying degrees of mobility, randomly distributed within the base station's coverage area. In order to serve both fast and slow moving users simultaneously, the base station must adopt more than one waveform. In particular, OTFS waveform is used for users with high mobility, while OFDM waveform is used for users with low mobility. The design and coexistence of OTFS and OFDM as multi-waveform solutions pose a significant challenge in wireless communications that requires urgent attention. To address the limitations of the capability of existing systems, the work in [5] is proposed; Here, multiple mobility scenarios are considered and two low-complexity OTFS-OFDM coexistence schemes are designed. While Time Division Multiplexing (TDM) scheme provides multiplexing of OTFS users and OFDM users in time domain, Frequency Division Multiplexing (FDM) scheme provides multiplexing of OTFS users and OFDM users in frequency domain. The disadvantage of the previously proposed schemes is that they assign OTFS and OFDM users block by block in the time-frequency resource grid. Lock assignment of an OTFS frame limits the time duration and bandwidth of the frame; This ultimately reduces latency and Doppler resolution, resulting in decreased performance. Consequently, there is a need for a new method that can overcome the above-mentioned disadvantages, allowing OTFS signals to propagate throughout the time-frequency source network while maintaining zero or minimal interference with OFDM signals. References: network requirements. Sustainability, 9(10), p.1848. communication systems: Applications, requirements, technologies, challenges, and research directions. IEEE Open Journal of the Communications Society, 1, pp.957-975. Challenges, opportunities and solutions. IEEE Access, 4, pp.450-476. Calderbank, "Orthogonal time frequency space modulation," in IEEE Wireless Communications and Networking Conference (WCNC), 2017, pp. 1-6. Waveforms for Multi-mobility Scenarios." 2022 IEEE 95th Vehicular Technology Conference:(VTC2022-Spring). IEEE, 2022. Description of the Invention: In order to realize all the purposes stated above and which will emerge from the detailed description below, the invention is to enable users to use different waveforms, namely OTFS and It presents the scheduling method for sending signals via OFDM. The proposed scheme allows the OTFS signal to spread over the entire time of the frame and occupy as wide a bandwidth as possible. This provides higher delay-Doppler resolution and therefore better performance of OTFS users. It propagates OTFS in such a way that OFDM resource blocks can be allocated with zero or minimal interference from OTFS signals. The proposed scheme offers flexibility for multiplexing various numbers of users using different signaling (OFDM and/Or OTFS) in time, frequency or together. and the proposed resource allocation in a communication system using OFDM signaling provides the best performing waveforms with a low complexity algorithm. The advantages of the proposed invention are summarized as follows: l- In a communication system using OTFS and OFDM signaling, the proposed resource allocation provides waveforms with the best performance. 2- Ability to schedule OFDM and OTFS in a timely manner. 3- Ability to program OFDM and OTFS in frequency. 4- Ability to program OFDM and OTFS at time and frequency. - The technique modulates the received OTFS pilot signal with fractional tones in both the time and frequency domains until the fractional shifts become integers in the delay-Doppler (DD) domain. 6- Signal processing on the transmitter and receiver side is quite simple and the computational complexity of programming is very low. The structural and characteristic features and all the advantages of the product subject to the invention will be more clearly understood thanks to the figures given below and the detailed explanation written by referring to these figures, and therefore the evaluation should be made by taking these figures and the detailed explanation into consideration. Description of Drawings: The invention will be described with reference to the accompanying drawings, so that the features of the invention will be more clearly understood and appreciated, but the purpose of this is not to limit the invention to these particular embodiments. On the contrary, it is intended to cover all alternatives, modifications and equivalences of the invention that may be included within the scope of the invention as defined by the appended claims. It should be understood that the details shown are for the sole purpose of illustrating preferred embodiments of the present invention and are presented for the purpose of providing the most useful and easily understandable description of both the embodiment of the methods and the rules and conceptual features of the invention. In these drawings; Figure 1 Recommended OTFS and OFDM scheduling in terms of a) time, b) frequency and (c) time-frequency. The figures that will help understand this invention are numbered as indicated in the attached picture and are given below with their names. Disclosure of the Invention: The described method offers a new approach to scheduling (resource allocation) different users using OFDM and OTFS waveforms. The explanation of OFDM and OTFS mentioned here is as follows: OFDM: (Oithogonal Frequency Division MultipleXing) is a modulation technique widely used in modern communication systems. It splits a high-speed data stream into multiple low-speed substreams and transmits them simultaneously in parallel over a series of orthogonal subcarriers. Each subcarrier is modulated using a narrowband signal, allowing efficient use of available bandwidth. OTFS: (Orthogonal Time Frequency Space) is a modulation technique used in wireless communication systems to increase spectral efficiency and improve the robustness of data transmission over damped channels. It is based on the concept of mapping data symbols to a two-dimensional grid in the time-frequency domain, allowing multiple symbols to be transmitted simultaneously, thus increasing the data rate. The allocation proposed here ensures that the OTFS signal covers all time-frequency resources for optimal OTFS performance, while minimal or zero interference is achieved with the OFDM signal. The OTFS signal design considers M X N data symbols distributed over M X N delay-Doppler (DD) bins denoted by x[k,l]; where k 2 0, ...,N - 1,l = 0, ...,M - 1. Total B 2 MA f band with frame duration Tf = NT where the time duration of a symbol of a communication system is T 2 1 /Af to be modulated over its width, requiring a delay and Doppler spacing of 1 /MA f and 1 /NT, respectively. Then x[k, l] is applied to the time-frequency (TF) domain grid {X [n, m],n = 0, ...,N - 1,m = 0, , M - 1} with inverse symmetry It is mapped using the Fourier transform (ISFFT), i.e., M-1 N-1 XOTFS [n, m] : â Z Z shared here again: M: number of delay boxes in the delay field N: number of Doppler boxes in the Doppler field l: delay index k: Doppler index n: time index m: frequency index frequency representation X D D (k, l): kth and lth data symbol in the delay Doppler field. } = ejznk, in this case XOTFS [n, m] is converted to continuous time signal s(t) by applying the Heisenberg Transform as expressed below. Af: subcarrier range in the frequency domain. rect(.): where rect is the rectangular pulse shape. (.) is a rectangular pulse shape and A = %. Now for an OTFS system with %DD data bins denoted by xs [k', l'], where k' 2 0, ...,g - 1, l' 2 O, ...,% - 1. Recommended method , uses Kronecker multiplication with a precoding matrix to obtain the required scheduling within the TF domain, a, ß: integer numbers defining the spreading factors of OTFS data in time and frequency. ®: Kronecker product. and the precoding matrix can be given as follows: PCIi 612 [a' b]_ _ f,Fil-`612' (4) where fqs, (xXa denotes the qlth column of the Discrete Fourier Transform (DFT) matrix. Similarly fqz, ß X ß corresponds to the qzth row of the DFT matrix. Thus, it can be written as follows: where 61 = [iv-"J , b = lg] and the domain signal DD i]%e{ a +7 agl = I' + bgwhere k' 2 0, ...,g - 1, l' 2 O, ...,% - 1 TF field signal can be found as follows: 1 a-l ß 1 a: ß n(k' + M) MNaß a=0 b=0 k'=0 i'=0 N After some simplification, XOTFS [n, m] can be written as follows 1 E_1 M_1 nk ml where II) 2 WEZEOZILO xs [k', l']e lî - _}, equation (8) can be written as the product of two Kronecker delta functions as follows: öab: where 5nq1:_Za;oe denotes the Kronecker delta function 6(a - b). vc 6-qu - . = 0 so the TF grid X [n, m] can be presented as follows. XTF[n,m]_{O, Otherwise. (10) Pq 1.612 means that it can be controlled using the precoding matrix [61, b] where 1 and [3 are used to select the distance between active boxes in the time and frequency domains respectively. ql and qz are the starting indices of the active boxes in the time and frequency domains respectively OTFS-OFDM Synchronous Entity Scheme: Unlike OTFS, where data is initially mapped to the delay Doppler (DD) domain and then converted to the TF domain, OFDM maps data directly to the frequency domain where M X N data symbols are distributed over the M X N TF grid. ] and M,N are the number of subcarriers and the number of OFDM symbols. Finally, it is then converted into a continuous time signal. planning: To plan OTFS and OFDM in time and frequency using the previous precoding matrix (MN - %) data is used for OFDM and the TF grid can be filled as follows: XTF [ni m] : gXOFDM [n, 771], 0. W, (12) and X T F [n, m] can be directly converted to time using the Heisenberg Transform as in equation (2). To schedule OTFS and OFDM in a timely manner, the precoding matrix is used with ß = 1, which leads to the following result: Thus, when using OFDM data the system (MN - -) 1%`, OTFS boxes with XOTFS [71 ml 1MZIIxJkCÜe"Cd-FM ) ml e{_aq1 7} (13) and the TF grid can be presented as follows: OTFS-OFDM Frequency planning: To plan OTFS and OFDM by frequency, the precoding matrix is used with 0( = 1 and the following result is obtained: OTFS n,m = xs . e --_ e _. VMNIB b=0 k= 0 i'=0 N M '8 Thus the system manages to use ?OTFS boxes when using (MN -M) OFDM data and the TF grid can be presented as follows: ' (16) The present descriptions of this technology are presented for exemplary and illustrative purposes. They are not intended to be restrictive to precise forms or to be far from comprehensive, and it is evident that many changes and variations are possible in the light of the above teaching. These examples have been selected and described in order to enable others to best understand this technology and its various applications and to enable them to use it with various modifications to best suit the particular use contemplated. It is understood that some omissions and substitutes are intended to suggest or accommodate various states of offset and equivalents, but such modifications do not depart from the spirit or scope of the claims of this technology. If a conflict does not arise, the examples in this document and the features in the examples can be mutually combined. The above descriptions are only specific applications of this document and are not intended to limit the scope of protection of this document. Any modification or replacement within the technical scope described in this document that is readily apparent to a person skilled in the art will fall within the scope of protection of this document. Therefore, the scope of protection of this document shall be subject to the scope of protection of the claims.TR TR

Claims

1- This invention is related to a method for OFDM and OTFS resource allocation for hybrid waveform transmission systems, and its feature is; I. Extensive matching of OTFS data from the delay Doppler domain to the time-frequency domain, ii. OTFS spread over time, frequency or time frequency, iii. It includes the process steps of programming OTFS and OFDM in terms of time, frequency and time-frequency.

2- It is a method according to claim 1 and its feature is; In step (i), % OTFS data symbols in the delay-Doppler space are characterized by containing M and N delay and spread over Doppler boxes, respectively, as follows where defining integer numbers, (X): Kronecker product.

3- It is a method according to claim 2 and its feature is; It is characterized by the propagation of OTFS data symbols here to timefrequency X [n,m], n 2 Z 0( + ,m 2 Z + XD” ==_==: XOTFS [mm] : ioOTFS Otherwise tlakdiggie Zß qz where n: time index, m: frequency index, in in time-frequency representation, XOTF5(n, m): nth and mth signal corresponding to the time-frequency representation of XDD.

4- It is a method according to claim 3, and its feature is that, in step (iii), it includes the use of OFDM (MN) data to plan OTFS and OFDM in time and frequency and the phase of obtaining the TF network using the equation XOTFS [n , mli n = 210( + q1,m : 22.8 + (12 XTFlni m] : iXOFDM [n, m], Otherwise, where n: time index, m: frequency index, XDD: data symbol in delay-Doppler field, XOTFS : XDD “in in in time-frequency representation, pearl signal.