面向6G低轨卫星物联网的能效优先的多波束鲁棒预编码设计

摘要：

如今,物联网已经应用在经济社会的各个领域,但是由于空间、环境等限制,地面物联网在一些应用场景中表现出了服务能力严重不足的问题.针对这个问题,第六代移动通信技术(6th generation mobile networks,6G),提出将卫星通信与地面通信融合,从而实现全球无缝覆盖.对于卫星通信,卫星通常由太阳能供电,导致能量有限,因此想要实现大规模设备高质量的通信,卫星的能量效率设计非常必要.本文为6G低轨(low earth orbit,LEO)卫星物联网(Internet of Things,IoT)设计了一个能量有效的非正交多址接入(non-orthogonal multiple access,NOMA)框架,以支持广域分布设备的大规模机器通信(massive machine-type communications,mMTC).考虑到LEO卫星的能量有限性和信道状态信息(channel state information,CSI)不准确,本文建立了一个在功率和信干噪比(signal-to-interference-plus-noise ratio,SINR)约束下最大化能效的优化问题.通过将分数形式问题转换为等效的减法形式优化问题,提出了一种鲁棒的联合波束成形和功率分配算法,以在存在信道不确定性的情况下最大化能量效率.理论分析和仿真结果均验证了所提算法的有效性和鲁棒性.

关键词：第六代移动通信技术、能量效率、卫星物联网、多波束低轨道卫星、非正交多址接入

所属期刊栏目：38

分类号：TN927+.21

资助基金：国家自然科学基金U21A20443

在线出版日期：2022-10-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1568-1578