低轨卫星通信中的波束跳变和频率复用方法研究
2023年电子技术应用第5期
王瀚萱，陈子博，孙耀华
（北京邮电大学 网络与交换技术国家重点实验室，北京 100876）
摘要： 面向广域非均匀分布的业务需求，在多低轨卫星移动波束覆盖场景下，联合考虑跳波束图案设计、波束频率分配和传输功率优化，提出基于改进粒子群算法的波束资源管理机制，通过系统级仿真平台进行了性能验证。仿真结果表明，相比基于空间隔离角和基于优先级的波束资源管理机制，在full buffer业务模型下，所提机制可显著提升用户信干噪比和系统容量，且频率复用因子越低系统容量越高。
中圖分類號：TN929.5
文獻標志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.233990
中文引用格式： 王瀚萱，陳子博，孫耀華. 低軌衛星通信中的波束跳變和頻率復用方法研究[J]. 電子技術應用，2023，49(5)：24-29.
英文引用格式： Wang Hanxuan，Chen Zibo，Sun Yaohua. Study on beam hopping and frequency reuse in LEO satellite communication[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(5)：24-29.
文獻標志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.233990
中文引用格式： 王瀚萱，陳子博，孫耀華. 低軌衛星通信中的波束跳變和頻率復用方法研究[J]. 電子技術應用，2023，49(5)：24-29.
英文引用格式： Wang Hanxuan，Chen Zibo，Sun Yaohua. Study on beam hopping and frequency reuse in LEO satellite communication[J]. Application of Electronic Technique，2023，49(5)：24-29.
Study on beam hopping and frequency reuse in LEO satellite communication
Wang Hanxuan，Chen Zibo，Sun Yaohua
(State Key Laboratory of Networking and Switching Technology， Beijing University of Posts and Telecommunications， Beijing 100876， China)
Abstract： Facing wide-area and non-uniformly distributed service requirements, this paper proposes a beam resource management scheme based on improved particle swarm optimization, which considers the joint optimization of beam hopping pattern design, beam frequency allocation and power allocation, in the scenario of multiple LEO satellites with moving beam cells. By system-level simulation, its performance is verified. Specifically, compared with beam resource management schemes based on spatial isolation angle and priority, results show that this proposal can significantly improve user SINR and system capacity under full-buffer service model, and lower frequency reuse factor results in higher system capacity.
Key words : LEO satellite；beam hopping；frequency reuse
0 引言
相比高軌衛星通信，低軌衛星通信由于時延、路徑傳播損耗、發射成本等方面的優勢，成為6G時代的重要組成。得益于軟定義通信載荷，低軌衛星可根據輸入指令控制多波束靈活跳變，然而，相對衛星的廣域覆蓋范圍，衛星波束數量、可用頻率、功率相對受限。為實現波束資源和空間非均勻分布的業務需求的良好匹配，波束資源管理至關重要，其包括跳波束圖案設計、波束頻率復用等。
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作者信息：
王瀚萱，陳子博，孫耀華
（北京郵電大學 網絡與交換技術國家重點實驗室，北京 100876）
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