密集低轨卫星网络辅助地面通信的鲁棒波束赋形方法

来源：电子与信息学报杂志2025年第3期北京时间：

作者：郑斌, 曾令昕, 黄辉, 王晓洪, 丁昌峰, 王金元

单位：1.中国星网网络应用有限公司 重庆 4011232.南京邮电大学通信与信息工程学院 南京 210003

摘要：面向密集低轨道卫星网络辅助的星地无线通信系统，该文提出一种基于非完美信道状态信息的多低轨卫星鲁棒波束赋形方法来改善频谱效率。具体地，在多低轨卫星全频复用场景下，提出了一个多卫星下行通信系统和速率最大化问题，并联合考虑卫星发射功率、卫星与用户关联关系，以及馈线链路容量约束。为了求解该优化问题，原优化问题被分解成卫星-用户关联和卫星传输波束赋形两个子问题，然后使用加权最小均方误差方法和连续凸近似方法对问题进行求解。仿真结果验证了即使在非理想信道条件下，该文所提出的多星频率复用和鲁棒波束赋形设计方法能有效提高系统吞吐量。

关键词：密集LEO卫星, MIMO, 鲁棒波束赋形, 频率复用

基金资助：重庆市自然科学联合基金项目(CSTB2023NSCQ-LZX0121)，南京邮电大学引进人才科研启动基金项目(自然科学)(NY223024)，东南大学移动通信全国重点实验室开放研究基金资助课题(2024D11)，交通物联网技术湖北省重点实验室开放基金