基于 RSMA 的多束 LEO 卫星通信的速率匹配框架

随着实现全球普适连接目标的不断关注，多束低 Earth 轨道（LEO）卫星通信（SATCOM）近年来受到广泛关注。用户在 SATCOM 广泛覆盖范围内的流量需求因不同地质条件和用户分布而异。为此，本文提出一种基于率分割多址（RSMA）的新颖率匹配（RM）框架，以最小化流量需求与提供率之间的差异，同时最小化电力密集型卫星有效载荷的发射功率。此外，考虑到信道估计和反馈误差引起的信道相位扰动，以捕捉真实的多束 LEO SATCOM 场景。为解决 RSMA 基于相位扰动下的 RM 问题的非凸性，我们通过 successive 凸近似方法将其转化为可处理的凸形式，并提出一种高效的算法来求解 RM 问题。通过各种流量需求分布和 LEO 卫星信道状态信息准确度的数值分析，我们展示了 RSMA 根据不同束的流量模式灵活地在公共流和私有流之间分配功率，从而有效满足用户非均匀的流量需求。特别是，在相位扰动存在的情况下，公共消息的使用在克服 LEO 卫星可用空间维度的限制方面发挥关键作用，使其能够有效管理干扰。