利用在轨特性进行 LEO 卫星通信中的联合参数与信道跟踪
信息论
2024-10-30 v1 信号处理
math.IT
摘要
在高动态低轨 (LEO) 卫星通信 (SATCOM) 系统中，频繁的信道状态信息 (CSI) 获取会消耗大量导频，这在资源受限的 SATCOM 系统中是无法忍受的。为了解决这个问题，我们提出通过分别利用 LEO 卫星和地面用户 (GU) 的物理和近似在轨移动特性，来跟踪包括多普勒频移和信道角度在内的状态相关参数。作为跟踪的前提，我们建立了卫星和 GU 的运动学（状态）参数的状态演化模型，以及描述状态相关参数与状态之间关系的测量模型。然后首先进行状态相关参数的粗估计，将其作为后续状态跟踪中的测量结果。同时，基于所建立的 Cramr-Rao 下界 (CRLB) 预测测量误差协方差。最后，以基于扩展卡尔曼滤波 (EKF) 的状态跟踪为桥梁，可以进一步更新多普勒频移和信道角度，并获取 CSI。仿真结果表明，与粗估计方法相比，所提出的联合参数与信道跟踪 (JPCT) 算法在状态相关参数估计方面表现更优。此外，在 CSI 获取方面，在给定估计精度下，所提出的算法比基准方法能利用更短的导频序列。
引用
@article{arxiv.2410.21658,
title = {Exploiting On-Orbit Characteristics for Joint Parameter and Channel Tracking in LEO Satellite Communications},
author = {Chenlan Lin and Xiaoming Chen and Zhaoyang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.21658},
year = {2024}
}
备注
IEEE Transactions on Wireless Communications, 2024