面向网络 LEO 卫星通信的手持-aware 功率最小化：联合合作波束赋形与调度

由星际链路支持的网络化低轨道（LEO）卫星星座为实现 ubiquitous 宽带非陆地服务提供了可行之路。然而，快速的轨道运动导致频繁的调度更新和手持切换，而严格的板上约束（如有限的射频链）紧密耦合用户调度与合作波束赋形。本文针对基于统计信道状态信息的网络 LEO 系统下的手持-aware 下行功率高效传输进行探讨。我们引入两段帧结构，将与手持相关的操作与用户面传输分离，并提出一种功耗模型，既捕捉新建卫星-用户链路的切换成本，又反映手持期间有效传输窗口缩减的影响。基于硬化界限的 Ergodic-rate 指标，我们构建了一个包含联合合作波束赋形与隐式调度的 per-frame 网络级功率最小化问题，在分段 QoS 约束、卫星功率预算以及服务卡片限制下进行建模。为解决由调度引起的组合稀疏性和非凸分数率约束，本文开发了一种迭代算法，将重写 $\ell_2$ 代理与惩罚式松弛相结合，并嵌入分数规划内层循环，形成一系列凸二阶锥规划问题。基于帧级服务集合演化的时间变动轨道动力学的仿真结果，结合海运用户数据，量化了功率-手持 权衡，结果表明相较于非合作式和预调度的合作基线，本文方法在持续节省功率和提升可行性方面表现出色。