CN110518961A - 大规模mimo卫星移动通信方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了大规模MIMO卫星移动通信方法及系统。卫星或信关站利用各用户的空间角度信息对覆盖区内待服务的用户进行分组，形成空分用户组，同一组内的用户终端使用同一时频资源与卫星进行通信，不同组的用户终端使用不同的时频资源与卫星进行通信。对于同一空分用户组的用户终端，卫星或信关站利用各用户终端的统计信道信息，计算与每一个用户终端相应的下行预编码矢量和上行接收处理矢量，然后利用所得到的矢量进行下行预编码传输和上行接收信号处理。用户终端利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延，对其接收信号和发送信号进行频率和时间补偿。本发明能够大幅提高卫星移动通信系统的频谱效率与功率效率，并降低实现复杂度。

Description

大规模MIMO卫星移动通信方法及系统
技术领域
本发明涉及配置天线阵列或大规模天线阵列的卫星移动通信方法及系统，尤其涉及利用大规模MIMO技术的卫星移动通信方法及系统。
背景技术
移动互联网和物联网应用需求的持续增长，驱动着无线移动通信快速发展。能够支持高达数十Gbps数据速率和每平方公里百万终端连接的陆地5G技术即将进入商用。6G移动通信研究已进入议事日程，将在全频谱范围内开发利用无线资源，支持高达Tbps传输速率和每平方公里千万终端连接，并向全球深度覆盖发展，支持全场景的移动信息服务，移动通信将转变成支撑全行业、全社会运行的信息基础设施。
卫星移动通信是实现全球深度覆盖及全场景移动信息服务的关键设施。随着人类对海洋、极地、空域的开发利用，在全球随时随地、无间断地获得信息通信服务的应用需求越来越强烈，而陆地移动网络仅覆盖全球陆地面积的20％，急需发展卫星移动通信，实现全球深度覆盖，并支持增强的移动互联网宽带通信和物联网机器型通信。近年来，利用高轨卫星、中轨卫星和低轨卫星的卫星移动通信吸引了业界的广泛关注。
大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)技术通过在基站侧配备大量的天线，可以在同一时频资源上服务数十个用户，已经成为5G的关键技术之一，其进一步拓展研究和应用也将是5G之后移动通信的重要发展方向。现有的卫星移动通信系统大多与早期的陆地多色复用蜂窝移动通信相一致，采用多色复用多波束通信体系架构，存在着功率受限及频谱资源复用能力低的瓶颈问题。将大规模MIMO技术拓展应用于卫星移动通信系统，形成大规模MIMO卫星移动通信技术，构建大规模MIMO卫星移动通信系统，对提高卫星移动通信的频谱和功率效率具有重要的实际意义。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供大规模MIMO卫星移动通信方法及系统，突破传统多色复用多波束通信方法所存在的功率受限及频谱资源复用能力低的瓶颈问题，大幅提高卫星移动通信系统的频谱效率与功率效率，并降低实现复杂度。
技术方案：大规模MIMO卫星移动通信方法，应用于卫星或与卫星相联系的信关站，所述卫星配置天线阵列，与其覆盖区内用户终端进行通信；所述方法包括：
卫星或信关站利用各用户终端的空间角度信息对覆盖区内待服务的用户进行分组，形成空分用户组，同一空分用户组内的用户终端使用同一时频资源与卫星进行通信，不同空分用户组的用户终端使用不同的时频资源与卫星进行通信；
对于同一空分用户组的用户终端，卫星或信关站利用包括空间角度信息与平均信道能量在内的各用户终端的统计信道信息，计算与每一个用户终端相应的下行预编码矢量或上行接收处理矢量，然后利用所得到的矢量进行下行预编码传输或上行接收信号处理；
在卫星或各用户终端的移动过程中，随着统计信道信息的变化，动态实施用户分组、上下行传输过程。
所述的统计信道信息由上行链路探测过程获得或通过各用户终端的反馈信息获得；所述的上行链路探测过程中，各个用户周期性地发送探测信号，卫星根据接收到的探测信号，估计各用户的空间角度或平均信道能量信息；所述的各用户终端的反馈信息是用户的空间角度信息、平均信道能量或地理位置信息。
所述的用户分组过程中，利用若干固定的参考空间角度，将卫星覆盖区的空间角度范围划分成对应数量的子区间，参考空间角度由设定数量组的参考空间角度构成，每个参考空间角度组的不同参考空间角度对应的阵列方向矢量相互正交；利用各用户的空间角度信息，确定其所属的子区间；将待服务的用户终端划分出空分用户组，同一子区间的不同用户被分配到不同的用户组，同一用户组的各用户其所属的子区间为同一个参考空间角度组所对应的子区间；所述的空分用户组内的用户在通信过程中使用同一时频资源与卫星进行通信，不同空分用户组的用户在通信过程中使用不同的时频资源与卫星进行通信。
所述的下行预编码矢量依据平均信漏噪比ASLNR准则通过计算得到；用户终端的ASLNR为向用户发送信号被用户接收到的平均功率或功率期望值与泄漏到其他用户的平均功率或功率期望值及噪声功率之和的比值，所述的下行预编码矢量使得用户终端的ASLNR取最大值；利用所述的空间角度信息和平均信道能量，下行预编码矢量通过闭式计算得到。
所述的上行接收处理矢量依据平均信干噪比ASINR准则通过闭式计算得到；用户终端的ASINR为利用用户接收处理矢量所形成的信号中用户发送信号平均功率或功率期望值与其他用户发送信号平均功率或功率期望值及噪声功率之和的比值，所述的上行接收处理矢量使得用户终端的ASINR取最大值；利用所述的空间角度信息和平均信道能量，上行接收处理矢量通过闭式计算得到。
大规模MIMO卫星移动通信方法，应用于用户终端，包括：
用户终端周期性地向卫星发送探测信号，或者向卫星反馈用户的空间角度信息、平均信道能量或地理位置信息；所述空间角度信息由卫星根据探测信号估计或根据地理位置计算得到，用于卫星或信关站对覆盖区内待服务的用户进行分组，形成空分用户组，同一组内的用户终端使用同一时频资源与卫星进行通信，不同组的用户终端使用不同的时频资源与卫星进行通信；
用户终端接收卫星信号并利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延对下行接收信号进行频率和时间补偿，用户终端所接收的卫星信号为卫星利用包括空间角度信息与平均信道能量的统计信道信息计算相应的下行预编码矢量进行下行预编码生成的发送信号经过信道后的信号；
用户终端利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延对上行发送信号进行频率和时间补偿后向卫星发送，所述发送的信号在卫星接收到之后利用上行接收处理矢量进行上行接收信号处理，所述上行接收处理矢量由卫星利用包括空间角度信息与平均信道能量的统计信道信息计算得到。
所述的卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延，由用户终端依据接收到的同步信号估计得到，或由用户终端和卫星的位置信息计算得到；随着卫星或用户终端的移动，动态地更新多普勒频移、最小传播时延信息，频率和时间补偿量随之自适应地变化。
大规模MIMO卫星移动通信卫星侧设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被加载至处理器时实现所述的应用于卫星或信关站的大规模MIMO卫星移动通信方法。
大规模MIMO卫星移动通信用户终端设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被加载至处理器时实现所述的应用于用户终端的大规模MIMO卫星移动通信方法。
大规模MIMO卫星移动通信系统，包括卫星和用户终端，所述卫星配置天线阵列，与其覆盖区内用户终端进行通信；所述卫星或与其相联系的信关站用于：
利用各用户终端的空间角度信息对覆盖区内待服务的用户进行分组，形成空分用户组，同一空分用户组内的用户终端使用同一时频资源与卫星进行通信，不同空分用户组的用户终端使用不同的时频资源与卫星进行通信；
对于同一空分用户组的用户终端，利用包括空间角度信息与平均信道能量在内的各用户终端的统计信道信息，计算与每一个用户终端相应的下行预编码矢量或上行接收处理矢量，然后利用所得到的矢量进行下行预编码传输或上行接收信号处理；
在卫星或各用户终端的移动过程中，随着统计信道信息的变化，动态实施用户分组、上下行传输过程；
所述用户终端用于：周期性地向卫星发送探测信号，或者向卫星反馈用户的空间角度信息、平均信道能量或地理位置信息；接收卫星信号并利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延对下行接收信号进行频率和时间补偿；以及利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延对上行发送信号进行频率和时间补偿后向卫星发送。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)将大规模MIMO技术拓展应用到卫星移动通信系统，能够突破传统多色复用多波束通信方法所存在的功率受限及频谱资源复用能力低的瓶颈问题，大幅提高卫星移动通信系统的频谱效率与功率效率。
(2)充分利用卫星移动通信信道的特点，利用其长时统计信道信息，实施空分用户成组，并在各组内实施下行预编码传输及上行接收处理，能够克服已有陆地移动通信大规模MIMO技术直接应用于卫星移动通信的不适应性，在大幅提高频谱和功率效率的同时，降低系统实现复杂度。
(3)用户分组、下行预编码矢量计算及上行接收处理矢量计算仅依赖于少量的长时统计信道信息，所需信息易于获取，通信方法适用于时分双工(Time Division Duplex，TDD)和频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)卫星移动系统。
(4)用户终端利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延，对其接收信号和发送信号进行频率和时间补偿，能够简化系统设计，通信方法适用于利用高轨卫星、中轨卫星和低轨卫星的卫星移动通信。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅表明本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1为大规模MIMO卫星移动通信中卫星侧处理方法流程示意图。
图2为大规模MIMO卫星移动通信中用户终端侧处理方法流程示意图。
图3为大规模MIMO卫星移动通信系统示意图。
图4为大规模MIMO卫星移动通信性能对比图(与传统四色复用方法对比)。
图5为大规模MIMO卫星移动通信卫星侧设备的结构示意图。
图6为大规模MIMO卫星移动通信用户终端设备的结构示意图。
图7为大规模MIMO卫星移动通信系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例公开的大规模MIMO卫星移动通信方法，该方法应用于卫星或与卫星相联系的信关站，其中卫星配置天线阵列与其覆盖区内用户终端进行通信。该方法包括：
卫星或信关站利用各用户终端的空间角度信息对覆盖区内待服务的用户进行分组，形成空分用户组，同一空分用户组内的用户终端使用同一时频资源与卫星进行通信，不同空分用户组的用户终端使用不同的时频资源与卫星进行通信；用户分组过程中，利用若干固定的参考空间角度，将卫星覆盖区的空间角度范围划分成对应数量的子区间，参考空间角度由设定数量组的参考空间角度构成，每个参考空间角度组的不同参考空间角度对应的阵列方向矢量相互正交；利用各用户的空间角度信息，确定其所属的子区间；将待服务的用户终端划分出空分用户组，同一子区间的不同用户被分配到不同的用户组，同一用户组的各用户其所属的子区间为同一个参考空间角度组所对应的子区间；所述的空分用户组内的用户在通信过程中使用同一时频资源与卫星进行通信，不同空分用户组的用户在通信过程中使用不同的时频资源与卫星进行通信。
对于同一空分用户组的用户终端，卫星或信关站利用包括空间角度信息与平均信道能量在内的各用户终端的统计信道信息，计算与每一个用户终端相应的下行预编码矢量或上行接收处理矢量，然后利用所得到的矢量进行下行预编码传输或上行接收信号处理；其中下行预编码矢量可依据平均信漏噪比ASLNR准则通过闭式计算得到，上行接收处理矢量可依据平均信干噪比ASINR准则通过闭式计算得到。
在卫星或各用户终端的移动过程中，随着统计信道信息的变化，动态实施用户分组、上下行传输过程。
上述方法中，统计信道信息可由上行链路探测过程获得或通过各用户终端的反馈信息获得；在上行链路探测过程中，各个用户周期性地发送探测信号，卫星根据接收到的探测信号，估计各用户的空间角度或平均信道能量信息；各用户终端的反馈信息是用户的空间角度信息、平均信道能量或地理位置信息。
如图2所示，本发明实施例公开的大规模MIMO卫星移动通信方法，该方法应用于用户终端，该方法包括：
用户终端周期性地向卫星发送探测信号，或者向卫星反馈用户的空间角度信息、平均信道能量或地理位置信息；卫星或信关站利用空间角度信息对覆盖区内待服务的用户进行分组，形成空分用户组，同一空分用户组内的用户终端使用同一时频资源与卫星进行通信，不同空分用户组的用户终端使用不同的时频资源与卫星进行通信；
用户终端接收卫星信号并利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延对下行接收信号进行频率和时间补偿，用户终端所接收的卫星信号为卫星利用包括空间角度信息与平均信道能量的统计信道信息计算相应的下行预编码矢量进行下行预编码生成的发送信号经过信道后的信号；
用户终端利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延对上行发送信号进行频率和时间补偿后向卫星发送，所述发送的信号在卫星接收到之后利用上行接收处理矢量进行上行接收信号处理，所述上行接收处理矢量由卫星利用包括空间角度信息与平均信道能量的统计信道信息计算得到。
其中卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延，由用户终端依据接收到的同步信号估计得到，或由用户终端和卫星的位置信息计算得到；随着卫星或用户终端的移动，动态地更新多普勒频移、最小传播时延信息，频率和时间补偿量随之自适应地变化。
下面结合具体实施场景对本发明实施例的方法做进一步的介绍，本发明方法不对具体场景做限定，对于与本发明示例性场景外的其他实施，本领域技术人员可以依据本发明的技术思路利用现有知识根据具体场景做适应性调整。
(1)卫星侧系统配置
考虑单颗卫星(可以是低轨卫星，或中轨卫星，或高轨卫星)的情况，卫星侧配备天线阵列(可以是一维或二维阵列，天线数为几十到几百)。天线阵列或大规模天线阵列可以根据数量和易于安装等要求排成不同的形状。最基本的是二维均匀面板天线阵列(UniformPlanar Array,UPA)，即天线单元在横向和纵向均匀排列，相邻天线单元的间距可以为λ/2或其中λ为载波波长。
(2)信道模型
以单颗卫星与多个用户通信为例，如图3所示。假设卫星侧配备UPA，x轴与y轴方向的天线单元各位分别为Mx和My，用户侧配备单根天线。记M＝MxMy为卫星配备的总天线数。下行链路中，用户k与卫星之间随时间t和频率f变化的信道矢量可以表示为
其中为纯虚数，Pk表示用户k的多径数，νk,p、τk,p和分别为用户k的第p条径的复数增益、多普勒频移、传播时延和下行阵列方向矢量。
用户k的第p条径的多普勒频移νk,p主要由两个独立的部分构成，由于卫星移动所引起的卫星多普勒频移和由于用户移动所引起的用户多普勒频移因为卫星距离地面用户较远，卫星多普勒频移可以认为对用户k的不同传播路径p都是相同的，所以记另一方面，用户多普勒频移对不同传播路径p一般都是不同的。
由于卫星距离用户较远，用户k的第p条径的传播时延τk,p会比地面移动网络中更大。定义和分别为用户k的最小传播时延和最大传播时延，则为用户k的信道时延扩展。为了简化符号，记
用户k的第p条径的下行阵列方向矢量vk,p可以表示为
其中为x轴或y轴方向的下行阵列方向矢量， 表示求两个矩阵或向量的克罗内克积，且
其中δd为x轴或y轴方向的天线单元间距，λdl＝c/fdl为下行载波波长，c＝3×108m/s为光速，fdl为下行载波频率，T表示求矩阵或向量的转置。若卫星侧配备其他形式的天线阵列，只需将vk,p替换为其对应的阵列方向矢量即可。
信道模型中，参数和与空间角度的关系可以表示为和其中和分别为发送信号与x轴和y轴的夹角，即离开角(Angle ofDeparture,AoD)。在本实施例中，由于卫星侧配备了二维天线阵列，用户k的第p条径对应的空间角度为一个二维矢量，表示为对于一维天线阵列，空间角度为一标量。在卫星通信中，由于用户距离卫星较远，相同用户的不同多径信号所对应的AoD可以认为是近似相同的。因此，用户k的下行阵列方向矢量vk,p可以简记为
其中，和其取值范围都为[-1,1)。记为用户k的空间角度，则用户k的下行阵列方向矢量vk中包含了对应的空间角度信息。
用户k与卫星之间随时间t和频率f变化的下行信道矢量可以重新表示为
其中为用户k随时间t和频率f变化的下行信道增益
用户k的平均信道能量定义为
若服从莱斯分布，且莱斯因子为κk，则
在TDD系统中，上行链路的信道为下行链路信道的转置；而在FDD系统中，上行链路和下行链路使用不同的载波频率，当上行与下行的载波间隔较小，上行信道模型中的多径数、多普勒频移、传播延时，可以认为与下行信道模型中的Pk、νk,p、τk,p近似相同，因此用户k与卫星之间随时间t和频率f变化的上行信道矢量可以表示为
其中为用户k随时间t和频率f变化的上行信道增益，上行平均信道能量可以表示为
uk为用户k的上行阵列方向矢量
其中为x轴或y轴方向的上行阵列方向矢量， 的定义与类似，表示为
其中λul＝c/ful为上行载波波长，ful为上行载波频率。用户k的上行阵列方向矢量uk中包含了对应的空间角度信息。
(3)统计信道信息获取
用户终端的空间角度或平均信道能量等统计信道信息，由上行链路探测过程获得，或通过各用户终端的反馈信息获得。在上行链路探测过程中，各个用户周期性地发送探测信号，卫星根据接收到的探测信号，估计各用户的空间角度和平均信道能量信息，例如卫星在每个接收探测信号段进行信道参数估计，然后利用多个段上的估计结果通过平均得到统计参数。具体地，参数和的估计值可以通过经典的到达角估计算法获得，例如MUSIC算法、ESPRIT算法等；参数γk的估计值可以通过LS算法首先得到上行信道增益的幅值，再通过时间和频率平均获得。记和分别为卫星对用户k的信道参数γk、和在第s个信号段的参数估计值，则将和在S个信号段上的加权平均值作为最终估计值，即
其中ws≥0为第s个信号段的权重，且满足
各用户终端的反馈信息，是用户的空间角度信息，或平均信道能量，或地理位置信息。各用户终端的反馈信息可以利用下行同步信号或探测信号通过信道参数估计方法获得，其中地理位置信息也可以借助导航系统获得。在终端反馈地理位置信息的情况下，卫星侧利用终端的地理位置信息及卫星的位置信息得到各用户的空间角度信息。
(4)用户分组方法
卫星或与其通过馈电链路相联系的信关站利用各用户终端的空间角度信息对覆盖区内待服务的用户进行分组，形成空分用户组，同一空分用户组内的用户终端使用同一时频资源与卫星进行通信，不同空分用户组的用户终端使用不同的时频资源与卫星进行通信。
所述的用户分组过程中，利用若干固定的参考空间角度(标量或二维矢量)，将卫星覆盖区的空间角度范围划分成对应数量的子区间，参考空间角度由设定数量组的参考空间角度构成，每个参考空间角度组的不同参考空间角度对应的阵列方向矢量相互正交。在本实施例中，固定参考空间角度的数量为MxMyGxGy，参考空间角度组的数量为GxGy，其中Gx与Gy为正整数，则所述的参考空间角度为其中和由下式确定
其中0≤g≤Gx-1、0≤m≤Mx-1、0≤r≤Gy-1、0≤n≤My-1、Δx＝2/(MxGx)、Δy＝2/(MyGy)。此外，由(16)和(17)式可得，第(g,r)个组对应MxMy个参考空间角度，其构成了一个参考空间角度组，且同一参考空间角度组内的不同参考空间角度对应的阵列方向矢量相互正交。所述的由参考空间角度所划分的空间角度区间定义为
其中0≤g≤Gx-1、0≤m≤Mx-1、0≤r≤Gy-1、0≤n≤My-1。由(18)式可得，第(g,r)个参考空间角度组对应MxMy个不连续的空间角度区间。
利用各用户的空间角度信息，确定其所属的子区间，具体方法为：用户k被分在第(g,r)个参考空间角度组的子区间内，当且仅当用户k的空间角度满足
将待服务的用户终端划分出空分用户组。若有不止一个用户都被分在同一子区间内，则不同用户被分配到不同的空分用户组，同一空分用户组的各用户其所属的子区间为同一个参考空间角度组所对应的子区间；所述的空分用户组内的用户终端在通信过程中使用同一时频资源与卫星进行通信，不同空分用户组的用户终端在通信过程中使用不同的时频资源与卫星进行通信。
(5)用户终端收发处理方法
用户终端接收信号为卫星利用空间角度与平均信道能量等统计信息进行下行预编码生成的发送信号经过信道后的信号，或用户终端发送信号在卫星接收到之后利用空间角度与平均信道能量等统计信息进行接收处理。用户终端需要利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延，对其接收信号或发送信号进行频率和时间补偿。卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延，由终端依据接收到的同步信号估计得到，或由终端和卫星的位置等信息计算得到。随着卫星或用户的移动，动态地更新多普勒频移、最小传播时延等信息，频率和时间补偿量等随之自适应地变化。
记正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplex,OFDM)的子载波数量为Nus，循环前缀(Cyclic Prefix,CP)长度为Ncp，系统采样时间间隔为Ts，则OFDM符号时间长度为Tus＝NusTs，CP时间长度为Tcp＝NcpTs。
记OFDM符号为为下行第个OFDM符号，则发送信号可以表示为
则用户k对应的接收信号为
其中为的反傅里叶变换。
利用前述的卫星信道多普勒与时延特性，我们对接收信号的多普勒频移和传播时延进行补偿。记和则补偿后的接收信号可以表示为
这样，接收信号的多普勒扩散和传播时延可以极大的减小。用户k在第个OF DM符号第n个子载波上的下行接收信号可以表示为
其中为用户k在第个OFDM符号第n个子载波上的下行信道矢量
其中
类似地，在上行链路中，用户k也需要对发送信号进行补偿。上行用户k在第个OFDM符号第n个子载波上的上行接收信号可以表示为
其中为用户k的发送信号，为用户k在第个OFDM符号第n个子载波上的上行信道矢量
其中
(6)下行预编码矢量计算
下行预编码矢量，依据平均信漏噪比ASLNR准则通过闭式计算得到。考虑下行链路中，单颗卫星在相同的时频资源上服务K个单天线用户。记用户集合为通过在卫星侧实施下行预编码，用户k的接收信号可以表示为
其中为给用户i分配的功率，为用户i的预编码矢量且满足||bi||2＝1(||·||2表示求向量的欧几里得范数)，为给用户i的发送符号，其均值为0且方差为1，为复高斯加性白噪声。
定义用户k的ASLNR为
其中|·|表示求绝对值运算，为用户k的下行信噪比。可以证明，最大化ASLNRk的预编码矢量为
其中为使得bk满足范数为1的归一化系数，为单位矩阵，H和*分别表示求矩阵或向量的共轭转置和共轭，且ASLNRk的最大值为
(7)上行接收处理矢量计算
上行接收处理矢量，依据平均信干噪比ASINR准则通过闭式计算得到。在上行链路中，卫星侧的接收信号为
其中qul为给每个用户分配的功率，为用户k的发送符号，其均值为0且方差为1，为复高斯加性白噪声。通过在卫星侧使用线性接收矢量，用户k的恢复符号可以表示为
其中wk为用户k的接收矢量。定义用户k的ASINR为
ρul为用户k的上行信噪比。
可以证明，最大化ASINRk的接收矢量为
且ASINRk的最大值为
(8)动态更新
随着卫星或用户的移动，动态地更新各用户的空间角度、平均信道能量等信道信息，各用户的分组编号、下行预编码矢量、上行接收处理矢量等随之自适应地变化，多普勒频移、最小传播时延等信息，用户终端的频率和时间补偿量等也随之自适应地变化。
图4给出了本实施例所提方法与传统四色复用方法的性能对比曲线。从图4可以看出，在上行与下行链路中，所提方法相比传统四色复用方法有大约8倍的和速率性能提升。
基于相同的发明构思，如图5所示，本发明实施例公开的一种大规模MIM O卫星移动通信卫星侧设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被加载至处理器时实现上述的应用于卫星或信关站的大规模MIMO卫星移动通信方法。
在具体实现中，该设备包括处理器，通信总线，存储器以及通信接口。处理器可以是一个通用中央处理器(CPU)，微处理器，特定应用集成电路(ASIC)，或一个或多个用于控制本发明方案程序执行的集成电路。通信总线可包括一通路，在上述组件之间传送信息。通信接口，使用任何收发器一类的装置，用于与其他设备或通信网络通信。存储器可以是只读存储器(ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(EEP ROM)、只读光盘(CD-ROM)或其他光盘存储、盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。存储器可以是独立存在，通过总线与处理器相连接。存储器也可以和处理器集成在一起。
其中，存储器用于存储执行本发明方案的应用程序代码，并由处理器来控制执行。处理器用于执行存储器中存储的应用程序代码，从而实现上述实施例提供的通信方法。处理器可以包括一个或多个CPU，也可以包括多个处理器，这些处理器中的每一个可以是一个单核处理器，也可以是一个多核处理器。这里的处理器可以指一个或多个设备、电路、和/或用于处理数据(例如计算机程序指令)的处理核。
基于相同的发明构思，如图6所示，本发明实施例公开的一种大规模MIM O卫星移动通信用户终端设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，该计算机程序被加载至处理器时实现上述应用于用户终端的大规模MIMO卫星移动通信方法。具体实现中，该用户终端设备包括处理器，通信总线，存储器以及通信接口，其形式可以包括各种具有无线通信功能的手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备。
如图7所示，本发明实施例公开的一种大规模MIMO卫星移动通信系统，包括卫星和用户终端，其中卫星配置天线阵列，与其覆盖区内用户终端进行通信；卫星或与其相联系的信关站用于：
利用各用户终端的空间角度信息对覆盖区内待服务的用户进行分组，形成空分用户组，同一组内的用户终端使用同一时频资源与卫星进行通信，不同组的用户终端使用不同的时频资源与卫星进行通信；
对于同一空分用户组的用户终端，利用包括空间角度信息与平均信道能量在内的各用户终端的统计信道信息，计算与每一个用户终端相应的下行预编码矢量或上行接收处理矢量，然后利用所得到的矢量进行下行预编码传输或上行接收信号处理；
在卫星或各用户终端的移动过程中，随着统计信道信息的变化，动态实施用户分组、上下行传输过程；
用户终端用于：周期性地向卫星发送探测信号，或者向卫星反馈用户的空间角度信息、平均信道能量或地理位置信息；接收卫星信号并利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延对下行接收信号进行频率和时间补偿；以及利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延对上行发送信号进行频率和时间补偿后向卫星发送。
上述大规模MIMO卫星移动通信系统实施例与大规模MIMO卫星移动通信方法实施例属于相同的发明构思，具体技术手段实施细节可参考方法实施例，此处不再赘述。本发明所未涉及的内容均为现有技术。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.大规模MIMO卫星移动通信方法，所述方法应用于卫星或与卫星相联系的信关站，其特征在于：所述卫星配置天线阵列，与其覆盖区内用户终端进行通信；所述方法包括：
卫星或信关站利用各用户终端的空间角度信息对覆盖区内待服务的用户进行分组，形成空分用户组，同一空分用户组内的用户终端使用同一时频资源与卫星进行通信，不同空分用户组的用户终端使用不同的时频资源与卫星进行通信；
对于同一空分用户组的用户终端，卫星或信关站利用包括空间角度信息与平均信道能量在内的各用户终端的统计信道信息，计算与每一个用户终端相应的下行预编码矢量或上行接收处理矢量，然后利用所得到的矢量进行下行预编码传输或上行接收信号处理；
在卫星或各用户终端的移动过程中，随着统计信道信息的变化，动态实施用户分组、上下行传输过程。
2.根据权利要求1所述的大规模MIMO卫星移动通信方法，其特征在于：所述的统计信道信息由上行链路探测过程获得或通过各用户终端的反馈信息获得；所述的上行链路探测过程中，各个用户周期性地发送探测信号，卫星根据接收到的探测信号，估计各用户的空间角度或平均信道能量信息；所述的各用户终端的反馈信息是用户的空间角度信息、平均信道能量或地理位置信息。
3.根据权利要求1所述的大规模MIMO卫星移动通信方法，其特征在于：所述的用户分组过程中，利用若干固定的参考空间角度，将卫星覆盖区的空间角度范围划分成对应数量的子区间，参考空间角度由设定数量组的参考空间角度构成，每个参考空间角度组的不同参考空间角度对应的阵列方向矢量相互正交；利用各用户的空间角度信息，确定其所属的子区间；将待服务的用户终端划分出空分用户组，同一子区间的不同用户被分配到不同的用户组，同一用户组的各用户其所属的子区间为同一个参考空间角度组所对应的子区间；所述的空分用户组内的用户在通信过程中使用同一时频资源与卫星进行通信，不同空分用户组的用户在通信过程中使用不同的时频资源与卫星进行通信。
4.根据权利要求1所述的大规模MIMO卫星移动通信方法，其特征在于：所述的下行预编码矢量依据平均信漏噪比ASLNR准则通过计算得到；用户终端的ASLNR为向用户发送信号被用户接收到的平均功率或功率期望值与泄漏到其他用户的平均功率或功率期望值及噪声功率之和的比值，所述的下行预编码矢量使得用户终端的ASLNR取最大值；利用所述的空间角度信息和平均信道能量，下行预编码矢量通过闭式计算得到。
5.根据权利要求1所述的大规模MIMO卫星移动通信方法，其特征在于：所述的上行接收处理矢量依据平均信干噪比ASINR准则通过闭式计算得到；用户终端的ASINR为利用用户接收处理矢量所形成的信号中用户发送信号平均功率或功率期望值与其他用户发送信号平均功率或功率期望值及噪声功率之和的比值，所述的上行接收处理矢量使得用户终端的ASINR取最大值；利用所述的空间角度信息和平均信道能量，上行接收处理矢量通过闭式计算得到。
6.大规模MIMO卫星移动通信方法，所述方法应用于用户终端，其特征在于：所述方法包括：
用户终端周期性地向卫星发送探测信号，或者向卫星反馈用户的空间角度信息、平均信道能量或地理位置信息；所述空间角度信息由卫星根据探测信号估计或根据地理位置计算得到，用于卫星或信关站对覆盖区内待服务的用户进行分组，形成空分用户组，同一组内的用户终端使用同一时频资源与卫星进行通信，不同组的用户终端使用不同的时频资源与卫星进行通信；
用户终端接收卫星信号并利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延对下行接收信号进行频率和时间补偿，用户终端所接收的卫星信号为卫星利用包括空间角度信息与平均信道能量的统计信道信息计算相应的下行预编码矢量进行下行预编码生成的发送信号经过信道后的信号；
用户终端利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延对上行发送信号进行频率和时间补偿后向卫星发送，所述发送的信号在卫星接收到之后利用上行接收处理矢量进行上行接收信号处理，所述上行接收处理矢量由卫星利用包括空间角度信息与平均信道能量的统计信道信息计算得到。
7.根据权利要求6所述的大规模MIMO卫星移动通信方法，其特征在于：所述的卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延，由用户终端依据接收到的同步信号估计得到，或由用户终端和卫星的位置信息计算得到；随着卫星或用户终端的移动，动态地更新多普勒频移、最小传播时延信息，频率和时间补偿量随之自适应地变化。
8.大规模MIMO卫星移动通信卫星侧设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求1-5任一项所述的大规模MIMO卫星移动通信方法。
9.大规模MIMO卫星移动通信用户终端设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被加载至处理器时实现根据权利要求6-7任一项所述的大规模MIMO卫星移动通信方法。
10.大规模MIMO卫星移动通信系统，包括卫星和用户终端，其特征在于：所述卫星配置天线阵列，与其覆盖区内用户终端进行通信；所述卫星或与其相联系的信关站用于：
利用各用户终端的空间角度信息对覆盖区内待服务的用户进行分组，形成空分用户组，同一空分用户组内的用户终端使用同一时频资源与卫星进行通信，不同空分用户组的用户终端使用不同的时频资源与卫星进行通信；
对于同一空分用户组的用户终端，利用包括空间角度信息与平均信道能量在内的各用户终端的统计信道信息，计算与每一个用户终端相应的下行预编码矢量或上行接收处理矢量，然后利用所得到的矢量进行下行预编码传输或上行接收信号处理；
在卫星或各用户终端的移动过程中，随着统计信道信息的变化，动态实施用户分组、上下行传输过程；
所述用户终端用于：周期性地向卫星发送探测信号，或者向卫星反馈用户的空间角度信息、平均信道能量或地理位置信息；接收卫星信号并利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延对下行接收信号进行频率和时间补偿；以及利用卫星移动引起的多普勒频移和长距离传播的最小传播时延对上行发送信号进行频率和时间补偿后向卫星发送。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111162824A (zh) * 2019-12-27 2020-05-15 中国人民解放军国防科技大学 一种基于mimo的多波束高通量卫星通信系统和实现方法
CN111245525A (zh) * 2020-01-17 2020-06-05 东南大学 大规模mimo水声通信方法与系统
CN111245481A (zh) * 2020-01-20 2020-06-05 东南大学 大规模mimo卫星移动通信下行传输方法及系统
CN111417125A (zh) * 2020-03-24 2020-07-14 清华大学 星空地协同海洋通信网络容量优化方法及装置
CN111954260A (zh) * 2020-08-10 2020-11-17 杭州电子科技大学 一种大规模终端分组方法及系统
CN112235022A (zh) * 2020-10-13 2021-01-15 东南大学 一种低复杂度的大规模mimo低轨卫星预编码方法
CN112511201A (zh) * 2020-11-19 2021-03-16 东南大学 天波大规模mimo通信方法及模型和系统
CN113810096A (zh) * 2021-08-31 2021-12-17 东南大学 大规模mimo卫星移动通信上行传输方法及系统
WO2023231193A1 (zh) * 2022-05-31 2023-12-07 中电信数智科技有限公司 一种基于6g空中基站信号增强及智能按需覆盖优化方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111106859B (zh) * 2019-11-28 2020-11-20 东南大学 毫米波/太赫兹网络大规模mimo无线传输方法
CN114584442B (zh) * 2022-03-04 2024-02-20 东南大学 一种自适应的大规模mimo低轨卫星多普勒频偏补偿方法
CN115412152A (zh) * 2022-08-12 2022-11-29 华中科技大学 一种卫星通信系统中的功率分配方法及装置

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000036786A (ja) * 1997-05-21 2000-02-02 Hitachi Ltd 天頂方向での滞在時間が長い軌道の人工衛星とその軌道制御方法及びそれを用いた通信システム
CN101635594A (zh) * 2009-09-01 2010-01-27 北京大学 一种基于星上部分基带交换的卫星移动通信系统
CN101800582A (zh) * 2009-02-09 2010-08-11 中兴通讯股份有限公司 一种多用户波束成形方法及装置
CN101860893A (zh) * 2009-04-13 2010-10-13 大唐移动通信设备有限公司 一种通过hs-sich接收信息的方法及装置
CN103220773A (zh) * 2012-01-20 2013-07-24 电信科学技术研究院 卫星通信系统中实现初始同步的方法及装置
CN103580738A (zh) * 2012-07-19 2014-02-12 华为技术有限公司 预编码矩阵确定方法及相关设备和通信系统
CN104320174A (zh) * 2014-09-16 2015-01-28 南昌航空大学 一种基于部分信道信息的卫星多波束协作传输方法
CN106302274A (zh) * 2016-08-26 2017-01-04 清华大学 一种大规模mimo系统多用户信道估计与跟踪方法
CN107171708A (zh) * 2017-05-25 2017-09-15 清华大学 一种大规模mimo系统的信道跟踪与混合预编码方法
CN107317611A (zh) * 2017-06-21 2017-11-03 哈尔滨工业大学深圳研究生院 Ltp‑harq协议设计与传输方法及系统
WO2018085601A1 (en) * 2016-11-02 2018-05-11 Idac Holdings, Inc. Group-based beam management
US20190178980A1 (en) * 2012-12-05 2019-06-13 Origin Wireless, Inc. Method, apparatus, server and system for real-time vital sign detection and monitoring

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI310641B (en) * 2006-07-18 2009-06-01 Ind Tech Res Inst Method and apparatus of dynamic channel assignment for a wireless network
CN101267235B (zh) * 2007-03-16 2013-01-09 电信科学技术研究院 一种实现空分复用的方法及装置
US7965785B2 (en) * 2007-04-04 2011-06-21 Ntt Docomo, Inc. Uplink multiple-input-multiple-output (MIMO) and cooperative MIMO transmissions
CN101388699A (zh) * 2007-09-12 2009-03-18 夏普株式会社 基于空时频域的信息反馈方法和系统、用户设备及基站
US8705340B2 (en) * 2009-12-23 2014-04-22 Intel Corporation Packet-loss handling for downlink multi-user multiple-input and multiple-output wireless network
CN102696180B (zh) * 2010-01-12 2015-08-05 富士通株式会社 空间信道状态反馈方法和装置
US8401466B2 (en) 2010-02-04 2013-03-19 Raytheon Bbn Technologies Corp. Scalable high speed MIMO-satellite communication system
CN101882952B (zh) * 2010-06-24 2012-12-19 东南大学 统计特征模式的空分多址传输方法
CN102983949B (zh) * 2011-09-06 2015-11-25 华为技术有限公司 多载波mu mimo系统中的sdma传输方法和基站
US9083426B1 (en) * 2012-02-08 2015-07-14 RKF Engineering Solutions, LLC Satellite beamforming
WO2014035102A1 (ko) * 2012-08-26 2014-03-06 엘지전자 주식회사 무선 통신 시스템에서 코드북 기반 신호 전송 방법 및 장치
KR101812393B1 (ko) * 2013-03-25 2017-12-26 후지쯔 가부시끼가이샤 무선 통신 시스템, 기지국, 무선 통신 장치 및 무선 통신 방법
US9780859B2 (en) * 2014-02-28 2017-10-03 Spatial Digital Systems, Inc. Multi-user MIMO via active scattering platforms
CN103796319B (zh) * 2014-01-16 2017-04-19 北京大学 一种多波束卫星移动通信下行链路频率复用方法
US9413448B2 (en) * 2014-08-08 2016-08-09 Nxgen Partners Ip, Llc Systems and methods for focusing beams with mode division multiplexing
US9654195B2 (en) * 2014-11-17 2017-05-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods to calculate linear combination pre-coders for MIMO wireless communication systems
US10263670B2 (en) * 2016-07-21 2019-04-16 NxGen Parners IP, LLC System and method for reducing pilot signal contamination using orthogonal pilot signals
US10291347B2 (en) * 2017-01-03 2019-05-14 Intelligent Fusion Technology, Inc. Effective cross-layer satellite communications link interferences mitigation in the presence of various RFI types
EP3685605B1 (en) * 2017-12-05 2023-07-05 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Method and apparatus for controlling data retransmission in multiuser mimo system
US10959201B2 (en) * 2018-04-05 2021-03-23 Qualcomm Incorporated Techniques for initial access in wireless systems
CN109547075B (zh) * 2018-12-21 2021-09-07 东南大学 一种多波束卫星通信系统用户分组的方法及其装置
CN109787665B (zh) * 2019-02-26 2020-11-06 上海交通大学 平流层大规模mimo用户分组和预编码方法、系统

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000036786A (ja) * 1997-05-21 2000-02-02 Hitachi Ltd 天頂方向での滞在時間が長い軌道の人工衛星とその軌道制御方法及びそれを用いた通信システム
CN101800582A (zh) * 2009-02-09 2010-08-11 中兴通讯股份有限公司 一种多用户波束成形方法及装置
CN101860893A (zh) * 2009-04-13 2010-10-13 大唐移动通信设备有限公司 一种通过hs-sich接收信息的方法及装置
CN101635594A (zh) * 2009-09-01 2010-01-27 北京大学 一种基于星上部分基带交换的卫星移动通信系统
CN103220773A (zh) * 2012-01-20 2013-07-24 电信科学技术研究院 卫星通信系统中实现初始同步的方法及装置
CN103580738A (zh) * 2012-07-19 2014-02-12 华为技术有限公司 预编码矩阵确定方法及相关设备和通信系统
US20190178980A1 (en) * 2012-12-05 2019-06-13 Origin Wireless, Inc. Method, apparatus, server and system for real-time vital sign detection and monitoring
CN104320174A (zh) * 2014-09-16 2015-01-28 南昌航空大学 一种基于部分信道信息的卫星多波束协作传输方法
CN104320174B (zh) * 2014-09-16 2017-08-18 南昌航空大学 一种基于部分信道信息的卫星多波束协作传输方法
CN106302274A (zh) * 2016-08-26 2017-01-04 清华大学 一种大规模mimo系统多用户信道估计与跟踪方法
WO2018085601A1 (en) * 2016-11-02 2018-05-11 Idac Holdings, Inc. Group-based beam management
CN107171708A (zh) * 2017-05-25 2017-09-15 清华大学 一种大规模mimo系统的信道跟踪与混合预编码方法
CN107317611A (zh) * 2017-06-21 2017-11-03 哈尔滨工业大学深圳研究生院 Ltp‑harq协议设计与传输方法及系统

Non-Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JINGJING ZHAO: "Adaptive Modulation and Coding Based on Virtual", 《IEEE》 *
JINGON JOUNG: "Relay Selection for Grouped-Relay Networks Using", 《2009 3RD IEEE INTERNATIONAL WORKSHOP ON COMPUTATIONAL ADVANCES IN MULTI-SENSOR ADAPTIVE PROCESSING》 *
LI YOU: "Outage Constrained Robust Multigroup Multicast Beamforming for", 《IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS LETTERS》 *
WENJIN WANG等: "Robust Multigroup Multicast Transmission for Frame-Based Multi-Beam Satellite Systems", 《IEEE ACCESS》 *
YANG YANG, XIQI GAO: "Proportional fair scheduling for dual-polarized", 《IEEE/CIC ICCC 2014 SYMPOSIUM ON WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEMS》 *
尤力: "大规模MIMO无线通信关键技术", 《ZTE TECHNOLOGY JOURNAL》 *
尤力: "毫米波大规模MIMO无线传输关键技术", 《ZTE TECHNOLOGY JOURNAL》 *
杨杨: "ＧＥＯ 双极化多波束卫星移动通信系统信道建模", 《高技术通讯》 *
王闻今等: "大规模MIMO下行预编码技术", 《ZTE TECHNOLOGY JOURNAL》 *
黄永明等: "毫米波无线通信：从短距离接入到广域覆盖", 《JOURNAL OF DATA ACQUISITION AND PROCESSING》 *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111162824A (zh) * 2019-12-27 2020-05-15 中国人民解放军国防科技大学 一种基于mimo的多波束高通量卫星通信系统和实现方法
CN111162824B (zh) * 2019-12-27 2021-06-29 中国人民解放军国防科技大学 一种基于mimo的多波束高通量卫星通信系统和实现方法
CN111245525A (zh) * 2020-01-17 2020-06-05 东南大学 大规模mimo水声通信方法与系统
CN111245481A (zh) * 2020-01-20 2020-06-05 东南大学 大规模mimo卫星移动通信下行传输方法及系统
CN111417125A (zh) * 2020-03-24 2020-07-14 清华大学 星空地协同海洋通信网络容量优化方法及装置
CN111954260B (zh) * 2020-08-10 2022-11-15 杭州电子科技大学 一种大规模终端分组方法及系统
CN111954260A (zh) * 2020-08-10 2020-11-17 杭州电子科技大学 一种大规模终端分组方法及系统
CN112235022A (zh) * 2020-10-13 2021-01-15 东南大学 一种低复杂度的大规模mimo低轨卫星预编码方法
CN112235022B (zh) * 2020-10-13 2021-08-10 东南大学 一种低复杂度的大规模mimo低轨卫星预编码方法
CN112511201A (zh) * 2020-11-19 2021-03-16 东南大学 天波大规模mimo通信方法及模型和系统
WO2022104993A1 (zh) * 2020-11-19 2022-05-27 东南大学 天波大规模mimo通信方法、模型及系统
CN113810096B (zh) * 2021-08-31 2022-06-10 东南大学 大规模mimo卫星移动通信上行传输方法及系统
CN113810096A (zh) * 2021-08-31 2021-12-17 东南大学 大规模mimo卫星移动通信上行传输方法及系统
WO2023231193A1 (zh) * 2022-05-31 2023-12-07 中电信数智科技有限公司 一种基于6g空中基站信号增强及智能按需覆盖优化方法

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