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Statistical CSI-Based Downlink Precoding for Multi-Beam LEO Satellite Communications
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AI
DOI：10.3390/aerospace13010060.png)
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摘要
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随着低地球轨道（LEO）卫星通信的快速发展，多波束预编码已成为提高频谱效率的关键技术。然而，长传播延迟和大多普勒频偏给现有预编码技术带来了显著挑战。为解决这一问题，本文研究了多波束LEO卫星通信的下行链路预编码设计。首先，建立了下行链路信道和信号模型。然后，我们发现传统的零强制（ZF）、正则化零强制（RZF）和最小均方误差（MMSE）预编码方案均要求卫星发射机获取所有用户的瞬时信道状态信息（iCSI），这在卫星通信系统中难以实现。随后，我们提出了一种基于统计信道状态信息（sCSI）的下行链路预编码设计，并推导了统计-ZF、统计-RZF和统计-MMSE预编码的闭式解。此外，我们提出可以利用卫星和用户的位置来计算sCSI，从而降低sCSI获取的系统开销和复杂性。采用3GPP非地面网络（NTN）信道模型下的蒙特卡洛仿真验证了所提出方法的有效性。仿真结果表明，所提出的方法在总速率性能上与基于iCSI的方案及基于总速率最大化的最优传输性能相当。此外，该方法显著降低了卫星载荷的计算复杂度及系统的反馈开销。
Keyword:
LEO satellite communication
multi-beam
precoding
sCSI
AI总结
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期刊
IF:
2.2
论文数:
870
被引数:
7.3K
机构
引用论文
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