大规模MIMO LEO卫星通信系统上行链路的信道估计

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.

关键词

低轨卫星 / 大规模MIMO / 信道估计 / 频谱效率

基金资助

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