多星大规模MIMO波束基信道模型及波束结构接收机设计方法技术

本发明专利技术公开了多星大规模MIMO波束基信道模型及波束结构接收机设计方法。本发明专利技术所建立的波束基信道模型中，将空间域信道矢量表示为一个随机标量与波束矩阵和扩散矢量的乘积；所述随机标量服从莱斯分布；所述波束矩阵由卫星选定的一组方向余弦采样点所对应的采样舵矢量组成，其中每一个采样舵矢量称为一个波束；所述扩散矢量为一个全实数的矢量，表示信道能量在不同波束上的分布。基于波束基信道模型，各卫星利用统计信道信息设计波束结构接收机。各卫星的波束结构接收机由波束变换模块、波束抽取模块和各用户波束域接收机构成。本发明专利技术可以在保证多星大规模MIMO系统上行遍历和速率性能的提升，有效降低各卫星上行接收机的设计和实现复杂度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于通信，具体涉及一种多星大规模mimo波束基信道模型及波束结构接收机设计方法。

技术介绍

1、近年来，随着地面移动通信技术的飞速发展，移动互联网、物联网和自动驾驶等新兴产业呈现出蓬勃发展的态势。然而，在沙漠、深山和海洋等偏远地区，通信网络覆盖依然存在盲区，限制了全球通信的普及性。为了解决这一问题，卫星通信凭借其广域覆盖的独特优势，成为实现全球网络覆盖的关键技术选择。通过协调利用低轨、中轨和高轨卫星资源，卫星通信系统能够有效弥补地面通信网络的局限性，为构建全球无缝互联网络提供了广阔的空间和发展机遇。

2、大规模多输入多输出(massive multiple-input multiple-output,mimo)是第五代移动通信(5g)的核心技术之一，其通过基站部署大量天线，实现动态波束的灵活配置，使得在相同时频资源下支持多用户通信成为可能。将大规模mimo技术扩展到卫星移动通信领域，可以构建高效的卫星通信系统，实现更高的频谱效率和功率效率。这种技术融合能够显著提升卫星通信的性能，特别是在满足大规模终端接入需求方面展现了重要价值。...

【技术保护点】

1.多星大规模MIMO波束基信道模型，用于多颗配备天线阵列的卫星与多个配备单天线的用户之间通信，其特征在于，将空间域信道矢量表示为一个随机标量与波束矩阵和扩散矢量的乘积；所述随机标量服从莱斯分布；所述波束矩阵由卫星选定的一组方向余弦采样点所对应的采样舵矢量组成，其中每一个采样舵矢量称为一个波束；所述扩散矢量为一个全实数的矢量，表示信道能量在不同波束上的分布。

2.根据权利要求1所述的多星大规模MIMO波束基信道模型，其特征在于，所述扩散矢量依据各星相应各用户的波束索引集合选择获得；所述波束索引集合包含各星相应各用户信道能量最大的波束点周围菱形区域内的波束点。

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【技术特征摘要】

1.多星大规模mimo波束基信道模型，用于多颗配备天线阵列的卫星与多个配备单天线的用户之间通信，其特征在于，将空间域信道矢量表示为一个随机标量与波束矩阵和扩散矢量的乘积；所述随机标量服从莱斯分布；所述波束矩阵由卫星选定的一组方向余弦采样点所对应的采样舵矢量组成，其中每一个采样舵矢量称为一个波束；所述扩散矢量为一个全实数的矢量，表示信道能量在不同波束上的分布。

2.根据权利要求1所述的多星大规模mimo波束基信道模型，其特征在于，所述扩散矢量依据各星相应各用户的波束索引集合选择获得；所述波束索引集合包含各星相应各用户信道能量最大的波束点周围菱形区域内的波束点。

3.根据权利要求1所述的多星大规模mimo波束基信道模型，其特征在于，所述扩散矢量通过在方向余弦的采样区间内增加采样点来近似获得，不同区间内的各个方向余弦采样点对应的扩散矢量由第一个区间内相应的方向余弦采样点对应的扩散矢量通过循环移位得到。

4.根据权利要求1所述的多星大规模mimo波束基信道模型，其特征在于，对方向余弦的采样为均匀采样，采样点数大于、等于或小于天线个数。

5.多星大规模mimo波束结构接收机设计方法，其特征在于，包括：各卫星利用根据权利要求1-4任一项所述的波束基信道模型以及各用户终端的统计信道信息，设计各用户波束结构接收机，并利用所得到的接收机进行上行线性接收处理；波束结构接收机将各个子载波上的空间域接收信号矢量变换为波束域接收信号矢量，根据各用户的波束集合对波束域接收信号矢量进行抽取，利用各用户波束域接收机以及抽取后的波束域接收信号矢量对各用户的信号进行线性处理。

6.根据权利要求5所述的多星大规模mimo波束结构接收机设计方法，其特征在于，所述的波束域接收机根据平均信干噪比asinr准则通过闭式计算得到；多星系统中的asinr为用户接收机所形成的信号中...

【专利技术属性】
技术研发人员：高西奇，向子彧，石丁，朱峰，尤力，仲文，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：