可重构全息超表面辅助卫星通信关键技术

作     者：胡馨元 邓若琪 邸博雅 张泓亮 宋令阳 HU Xinyuan;DENG Ruoqi;DI Boya;ZHANG Hongliang;SONG Lingyang

作者机构：北京大学电子学院北京100871 鹏程实验室广东深圳518055 

出 版 物：《电信科学》 (Telecommunications Science)

年 卷 期：2022年第38卷第10期

页      面：46-56页

学科分类：08[工学] 081201[工学-计算机系统结构] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划项目(No.2020YFB1804800) 国家自然科学基金资助项目(No.62271012,No.6194110) 北京市自然科学基金资助项目(No.L212027,No.4222005)。 

主　　题：可重构全息超表面 全息波束成形 低轨卫星通信 

摘      要：超密集低地球轨道卫星通信网络能弥补传统地面网络频谱资源稀缺、覆盖范围有限的不足,有潜力提供全球大规模接入的高速率服务。由于卫星的高速移动性,卫星通信对天线性能,如波束控制能力和天线增益等,也提出了更为严苛的要求。因此,对一种新型的超材料天线——可重构全息超表面(reconfigurable holographic surface,RHS)辅助卫星通信展开了研究。RHS采用全息原理对超材料单元进行电控,从而实现波束成形。基于RHS的硬件结构和全息工作原理,提出了一种RHS辅助多卫星通信方案,该方案同时考虑卫星跟踪和数据传输。同时,设计了全息波束成形优化算法以最大化和速率。仿真结果验证了所提方案的有效性并表明了相较于传统相控阵天线,RHS提供了一种成本效益更高的卫星通信支持方式。