星地融合网络中基于层分复用的广播和单播传输鲁棒波束赋形

来源：电子与信息学报杂志2022年第9期北京时间：

作者：李云, 张本思, 彭德义, 夏永红, 邢智童

单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院 重庆 400065

摘要：星地融合网络(STIN)为解决下一代无线通信中地面基站存在的覆盖范围约束和频谱短缺瓶颈提供一种有效架构。针对该融合网络中下行广播和单播单独传输性能受限问题，该文建立基于服务质量(QoS)约束的最小化传输功率优化模型，提出基于层分复用(LDM)的鲁棒联合波束赋形传输方案。且根据最差情况准则，采用S-Procedure及半正定松弛(SDR)方法将具有无穷维约束的鲁棒优化问题转化为具有线性矩阵不等式(LMI)的确定性优化形式，并提出一种基于罚函数的迭代算法求解该问题。仿真结果表明，所提方案在传输功耗方面比传统正交时分复用(TDM)传输方案降低约6 dBm，且用户平均速率相较于非协作传输方案提升明显。

关键词：星地融合网络, 波束赋形, 广播, 层分复用, 鲁棒性

基金资助：国家自然科学基金(62071077, 61671096)，重庆邮电大学博士生培养项目(BYJS201903)