IRS辅助的星地融合认知网络中断性能分析

分析了智能反射面（IRS）辅助的星地融合认知网络系统的中断性能。首先,针对卫星采用点波束技术服务地球站,而基站通过智能反射面扩大通信范围,并采用非正交多址接入（NOMA）技术服务多用户场景,在系统采用认知无线电技术来实现卫星主网络与地面次级网络之间频谱共享的情况下,建立以地面用户平均信干噪比最大化为目标的优化问题;其次,基于角度域的信道状态信息提出了一种低复杂度的IRS相移设计方案,从而得到智能反射面相移矩阵;接着,分别推导出地面用户在固定和移动2种情况下的中断概率闭合表达式。为了进一步分析系统性能,推导了高信噪比条件下系统的中断概率近似表达式。最后,计算机仿真验证了中断概率表达式的正确性,并分析了主要参数对系统性能的影响。     

卫星网络和高空平台网络频谱共存下的分布式鲁棒波束成形算法

面向由卫星网络和高空平台网络有机结合的星空融合网络,提出一种基于非完美信道状态信息的分布式鲁棒波束成形算法。首先,在卫星网络和高空平台网络分别采用多播技术和非正交多址技术服务多个用户的场景下,以最大化网络和速率为目标函数,并以满足各个用户速率需求为约束,建立卫星和高空平台发射功率受限为约束的优化问题。其次,在仅能获取用户非完美信道状态信息且仅能实现非完美连续干扰消除的情况下,采用S-procedure和连续凸逼近对非凸问题进行转化,并进一步提出基于拉格朗日对偶的分布式波束成形算法,以实现网络间的频谱共享。最后,计算机仿真表明所提分布式算法相比现有工作能以更低的信令开销获取更高的频谱效率。     

智能反射面辅助的太赫兹卫星通信鲁棒安全波束成形算法

本文针对智能反射面辅助的太赫兹卫星通信系统，提出一种基于用户非完美信道状态信息的鲁棒安全波束成形算法，以提升系统的物理层安全性能.首先，在智能反射面辅助的太赫兹卫星系统采用多播传输技术向多个合法用户发送信号，并且在其覆盖区域内存在多个窃听者的场景下，建立以卫星发射功率最小化为目标函数，合法用户的可达速率和可达安全速率满足要求为约束的联合优化问题.其次，考虑到非完美信道状态信息导致可达速率和可达安全速率均为非凸的概率约束，提出采用二阶泰勒展开和S程序方法对其进行转化，并进一步通过半正定规划完成智能反射面的相移矩阵和卫星发射功率的联合优化设计.最后，计算机仿真验证了所提算法的有效性和优越性.