NL-COMM-Sat：通过“激进”非正交传输与非线性处理突破直接设备到卫星通信障碍
信号处理
2026-04-29 v2
摘要
直接设备到卫星（D2S）通信使卫星与未修改的用户设备（UE）实现直接连接，不仅扩展了全球覆盖范围，还重塑了未来接入网络的演化方向。然而，D2S链路因本征低信噪比（SNR）和由近似直线视距传播导致的有限空间复用增益而面临根本性挑战，这严重限制了可实现的频谱效率。尽管缺乏空间复用，本文表明，激进非正交传输（即多个用户例如四个用户同时在同一频率资源上传输，即使仅通过单个接收天线）仍可释放出大量被现有系统完全未利用的容量增益。实际实现这些收益，却需要 receiver 架构，而据我们所知，这些架构尚未被开发出来。为此，我们引入 NL-COMM-Sat 框架，该框架高效且灵活，克服了这一限制，使激进非正交信号传输成为可能。与传统非正交多用户接入（NOMA）方案不同，NL-COMM-Sat 支持单个接收天线上的超过两个用户使用相同的频率资源。该框架重访最优接收器设计原则，提出计算效率高的处理方案，将此前未被探索的理论收益转化为实际的吞吐量提升，即使在真实的信道估计误差和高迟振荡条件下亦然。我们的评估表明，在所有考虑的 SNR 和迟振荡 regime 下，NL-COMM-Sat 相对于正交多用户接入和 NOMA 基准实现了最高可达 2 倍的频谱效率提升，即便仅使用单天线接收器且用户速度达到 500 km/h 亦然。
引用
@article{arxiv.2604.24453,
title = {NL-COMM-Sat: Breaking the Direct Device-to-Satellite Communication Barrier via "Aggressive" Non-Orthogonal Transmissions and Non-Linear Processing},
author = {Konstantinos Nikitopoulos and Chathura Jayawardena},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.24453},
year = {2026}
}
备注
Accepted for poster presentation at EuCNC & 6G Summit 2026