基于多目标优化的星空融合网络波束成形算法

摘要：

将卫星通信网和无人机通信网有机结合构成的星空融合网络,具有覆盖范围广、通信容量大、组网方便快捷等众多优势,在未来第六代移动通信领域显示了广阔的应用前景.与此同时,采用太赫兹频段进行无线传输,被认为是解决当前无线通信领域频谱效率偏低、系统容量受限等问题的有效手段.针对工作在太赫兹频段的星空融合网络,在卫星网络和无人机网络分别采用多播技术和层分复用技术,且它们共享频谱资源的条件下,提出了一种基于多目标优化的波束成形方案,以满足用户的差异化服务需求.首先,建立卫星和无人机发射功率受限,且各类用户的服务质量得到保证为约束条件,系统的和速率最大化与总发射功率最小化为目标函数的多目标优化问题.其次,通过加权切比雪夫法,将数学上非常复杂的多目标问题转换为单目标问题,并进一步提出基于凹凸过程的迭代算法处理非凸约束,得到帕累托最优解.最后,计算机仿真验证了所提算法采用层分复用技术能够有效提高系统的频谱效率,从而证实了所提算法的优越性.

关键词：星空融合网络、太赫兹频段、多目标优化、波束成形

所属期刊栏目：39

分类号：TN925

资助基金：重点国际合作项目;南京邮电大学引进人才科研启动基金项目;江苏省研究生科研与实践创新计划项目

在线出版日期：2023-07-31（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：1183-1193