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申请/专利权人：东南大学

摘要：本发明公开了大规模MIMO多卫星移动通信下行传输方法。根据遍历可达和速率或其上界最大化准则，各卫星或信关站和用户终端利用各卫星到各用户终端的统计信道信息，计算预编码矢量和接收处理矢量，并利用所得到的预编码矢量和接收处理矢量实施多星大规模MIMO下行传输。用户终端对接收信号进行空域线性接收处理，并利用各卫星移动引起的多普勒频移和最小传播时延，对线性接收处理后得到的各个数据流进行频率和时间补偿。同时，本发明将预编码矢量和接收处理矢量设计问题转化为多次凸优化问题，通过迭代求解凸优化子问题获得预编码矢量和接收处理矢量。本发明能够提高多卫星移动通信系统的可达和速率性能，并具有较低的计算复杂度。

主权项：1.一种大规模MIMO多卫星移动通信下行传输方法，所述卫星配置天线阵列，与其覆盖区内配置天线阵列的用户终端进行通信，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：所述方法包括：各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统计信道信息，计算各卫星与各用户终端相应的预编码矢量和各用户终端与各卫星相应的接收处理矢量；各卫星利用计算出的预编码矢量来生成各自的发送信号，实施多星大规模MIMO下行传输；用户终端对各卫星发送的信号进行空域线性接收处理，并利用各卫星移动引起的多普勒频移和最小传播时延，对空域线性接收处理后得到的各个数据流进行频率和时间补偿；在各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，动态更新与各用户终端相应的预编码矢量或与各卫星相应的接收处理矢量并实施下行传输过程；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，各个用户终端周期性地发送探测信号，各个卫星根据接收到的探测信号，估计各用户终端的空间角度信息或平均信道能量；所述的各用户终端的反馈信息是用户终端的空间角度信息、平均信道能量或地理位置信息；所述的预编码矢量和接收处理矢量的计算为基于遍历可达和速率的计算，包括：依据遍历可达和速率最大化准则计算下行预编码矢量和接收处理矢量，通过将遍历可达和速率最大化问题转化为等效的期望加权均方误差最小化问题，将预编码矢量和接收处理矢量设计问题的求解转化为多次凸二次规划子问题的求解，通过迭代求解凸二次规划子问题获得下行预编码矢量和接收处理矢量；所述凸二次规划子问题在每次迭代中卫星相应用户终端的最优预编码矢量为，通过对卫星服务的所有用户终端的卫星侧阵列响应矢量的外积加权求和，以及除卫星之外服务用户终端的剩余卫星服务的所有用户终端的卫星侧阵列响应矢量的外积加权求和，然后在它们对角线上载入对所有用户终端都相同的非负变量，将所得矩阵的逆矩阵与用户终端相应卫星的卫星侧阵列响应矢量相乘，再经过一个系数缩放后得到的矢量；所述凸二次规划子问题在每次迭代中用户终端相应卫星的最优接收处理矢量为，通过将用户终端相应卫星的等效用户终端侧阵列响应矢量的外积加权后求其平均，再乘以一个非负系数，然后与加权的卫星间干扰与用户终端侧噪声所叠加的干扰信号的协方差矩阵求和，将所得矩阵的逆矩阵与用户终端相应卫星的加权等效用户终端侧阵列响应矢量的均值相乘，再经过一个系数缩放后得到的矢量。

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百度查询： 东南大学 大规模MIMO多卫星移动通信下行传输方法