[發(fā)明專利]一種基于PD-NOMA的多波束LEO衛(wèi)星系統(tǒng)資源分配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110522431.4
• 申請(qǐng)日: 2021-05-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113162682B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳前斌;宋艾遙;李子煜;朱丹青;唐倫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/185
• 分類號(hào): H04B7/185;H04W52/24;H04W72/04;H04W72/08
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種基于PD-NOMA的多波束LEO衛(wèi)星系統(tǒng)資源分配方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：首先基于用戶UE_k，m，n與衛(wèi)星之間的位置信息，根據(jù)視距損耗和降雨衰減效應(yīng)，得到UE_k，m，n與衛(wèi)星之間的信道增益h_k，m，n(t)；

S2：通過(guò)波束增益差異因子模擬在同一個(gè)衛(wèi)星波束下增益值隨著方向角向波束邊緣靠近而逐漸降低現(xiàn)象，得到第k個(gè)波束在用戶UE_k，m，n方向上的天線增益；

S3：根據(jù)用戶UE_k，m，n與波束k之間的等效信道增益，同時(shí)考慮波束內(nèi)與波束間干擾，得到用戶UE_k，m，n在時(shí)隙t時(shí)的吞吐量；在步驟S3中，用戶UE_k.m.n與波束k之間的等效信道增益為信道增益與天線增益之和，即G_k，m(t)為第k個(gè)波束在用戶UE_k，m，n方向上的天線增益，在時(shí)隙t，用戶UE_k.m.n接收機(jī)端的SINR表示為：

其中，p_k，m，n(t)表示LEO衛(wèi)星傳輸?shù)経E_k.m.n的發(fā)射功率，表示波束內(nèi)的干擾，表示波束間的干擾；

S4：基于子信道分配因子和功率分配因子，使用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)尋找合適的子信道與功率聯(lián)合分配的最佳資源分配方案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PD-NOMA的多波束LEO衛(wèi)星系統(tǒng)資源分配方法，其特征在于：

在步驟S1中，LEO衛(wèi)星使用Ka頻段與地面上的多個(gè)用戶終端進(jìn)行通信，Ka波段衛(wèi)星信道由視距損耗分量和緩慢的大氣衰落決定，基于用戶UE_k，m，n與衛(wèi)星之間的位置信息，根據(jù)視距損耗和降雨衰減效應(yīng)，得到UE_k，m，n與衛(wèi)星之間的信道增益，具體包括：

S11：假設(shè)衛(wèi)星到地面?zhèn)鬏旀溌返男诺涝鲆嬖诿總€(gè)時(shí)隙內(nèi)保持連續(xù)，在不同時(shí)隙間獨(dú)立變化，在t時(shí)隙，UE_k，m，n與衛(wèi)星之間的信道增益建模為：

其中，C_k，m(t)＝(v/4πf_cd_k，m(t))²表示自由空間衰落因子，v為光速，f_c為載波頻率；為時(shí)隙t時(shí)LEO衛(wèi)星與UE_k，m，n之間的距離，其中用戶位于(x_m(t)，y_m(t)，0)，衛(wèi)星位于(x_k(t)，y_k(t)，h)；

S12：第k個(gè)波束的第n個(gè)子信道的降雨衰落因子為：

其中，遵循均值為μ_r，方差為對(duì)數(shù)正態(tài)隨機(jī)分布，即

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于PD-NOMA的多波束LEO衛(wèi)星系統(tǒng)資源分配方法，其特征在于：步驟S2中，考慮波束增益的差異對(duì)衛(wèi)星波束信號(hào)發(fā)射增益的影響，第k個(gè)波束在用戶UE_k，m，n方向上的天線增益為：

G_k，m(t)＝b_k，m(t)G_tG_r

其中，G_t為波束中心增益，G_r為用戶接收端增益，b_k，m(t)為波束增益差異因子：

其中，J₁和J₃分別是1階和3階第一類貝塞爾函數(shù)，θ_k，m(t)為第k個(gè)波束中心與用戶m之間的夾角，為波束k的3-dB角。