大规模MIMO LEO卫星通信系统上行链路的信道估计

作     者：雷芳 侯康宁 莫刘燕 

作者机构：重庆邮电大学通信与信息工程学院 

出 版 物：《小型微型计算机系统》 (Journal of Chinese Computer Systems)

年 卷 期：2024年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：重庆市自然科学基金面上项目(cstc2021jcyj-msxmX0454)资助 

主　　题：低轨卫星 大规模MIMO 信道估计 频谱效率 

摘      要：本文利用非地面网络抽头延迟线（NTN-TDL）模型建立低轨(LEO)卫星通信系统并引入了大规模MIMO技术，信道模型由确定性视距路径(LoS)和空间相关的随机非视距路径(NLoS)组成，使其信道服从空间相关的莱斯衰落。通过推导出该模型的最小均方误差(MMSE)、线性最小均方误差(LMMSE)和最小二乘(LS)信道估计的统计特性及其估计值，并使用这些估计值进行最大比合并(MRC)和预编码来补偿衰落的影响，计算出具有严格封闭形式的上行频谱效率表达式并评估了系统性能。仿真结果显示在具有空间相关的莱斯衰落环境下的低轨卫星系统比瑞利衰落环境下的低轨卫星系统的频谱效率更高并且使用MMSE 估计器时的频谱效率最高，随着天线数量的增加系统性能的差距也更明显。