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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及卫星通信系统预编码方法,尤其涉及了一种考虑低精度dac的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法。
技术介绍
1、为满足未来6g更加丰富的业务应用以及极致的性能需求,空天地海一体化网络受到了越来越多的关注。卫星通信具有覆盖范围广、可灵活部署、全球连接性和不易受地面灾害影响等特点,因此成为面向6g的空天地海一体化网络研究的热点之一。量化器的能耗随其分辨率位呈指数级增长,在实践中使用低精度adc和dac进行信号的收发处理能够有效地缓解通信系统能源消耗过度的问题,具有良好的应用价值,得到了广泛关注。
2、虽然在信号的发送和接收中使用低分辨率量化器会大大降低系统的功耗和实现复杂度,但同时又不可避免地会造成信息丢失,导致严重的量化误差,进而造成了系统性能的损失和下降。例如,在使用低分辨率dac的高轨卫星下行传输链路中,传输的信号经过低分辨率dac处理后产生量化失真,严重限制了系统的谱效增益。
3、然而,现有的关于低精度量化器量化失真的研究工作均集中于陆地通信技术,现有的卫星通信技术尚未考虑到量化失真对系统性能的影响。因此,在使用低分辨率量化器的高轨卫星下行通信场景中,设计下行链路传输策略以最大化通信性能时结合量化失真效应是至关重要的。此外,由于为卫星网关与地面用户之间的传播时延较长,导致卫星信道具有相位不确定性,发送端难以获得准确的信道状态信息。因此,在高轨卫星通信系统传输设计中引入非理想信道状态信息具有重要的现实意义。针对以上几方面,本专利技术给出一种考虑低精度dac的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法。
...【技术保护点】
1.考虑低精度DAC的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的考虑低精度DAC的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,构建用户信道相位不确定性模型,具体为:
3.根据权利要求1所述的考虑低精度DAC的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,对于编码处理后的信号矢量x,采用加性量化噪声模型,将低精度量化过程的非线性转化为线性形式,低精度DAC的输出信号建模为:
4.根据权利要求3所述的考虑低精度DAC的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,频谱效率最大化的鲁棒预编码优化设计问题建模为:
5.根据权利要求4所述的考虑低精度DAC的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,在高轨卫星通信系统的传输端,考虑统计信道状态信息,将数学期望近似为:
6.根据权利要求5所述的考虑低精度DAC的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,定义归一化的加权预编码其中τ表示功率尺度因子,P表示最大发射功率门限,问题重写为:
7.根据权利要求6所述的考虑低精度DAC的高轨
8.根据权利要求7所述的考虑低精度DAC的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,采用交替优化框架对和τ进行求解,对于固定的目标函数关于变量τ是一个单调递增函数,当τ=1时,可以确定固定下的目标函数最大值;对于固定的τ,目标函数关于向量的梯度为:
9.根据权利要求8所述的考虑低精度DAC的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,根据目标函数的一阶最优性条件向量为矩阵的特征向量,为对应的特征值,通过幂迭代法求解矩阵的主特征向量来获得目标函数的最大值,经过若干次迭代直至收敛,得到最优加权归一化预编码矢量原问题的可行解为进而获得各用户所需的预编码矢量。
10.一种计算机系统,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1-9任一项所述的考虑低精度DAC的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.考虑低精度dac的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的考虑低精度dac的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,构建用户信道相位不确定性模型,具体为:
3.根据权利要求1所述的考虑低精度dac的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,对于编码处理后的信号矢量x,采用加性量化噪声模型,将低精度量化过程的非线性转化为线性形式,低精度dac的输出信号建模为:
4.根据权利要求3所述的考虑低精度dac的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,频谱效率最大化的鲁棒预编码优化设计问题建模为:
5.根据权利要求4所述的考虑低精度dac的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,在高轨卫星通信系统的传输端,考虑统计信道状态信息,将数学期望近似为:
6.根据权利要求5所述的考虑低精度dac的高轨卫星通信系统鲁棒预编码方法,其特征在于,定义归一化的加权预编码其中τ表示功率尺度因子,p表示最大发射功率门限,问题重写为:
7.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:尤力,肖翔,朱永祥,孔庆付,高西奇,
申请(专利权)人:东南大学,
类型:发明
国别省市:
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