量化 ISAC LEO 卫星系统的率分割多接入：最大最小公平能效束设计
信号处理
2024-07-16 v2
摘要
低轨道 (LEO) 卫星系统具备探测功能，旨在提供全球覆盖服务及6G新兴应用。目前，卫星用户间的束间干扰以及LEO卫星的功率受限，限制了探测与通信联合设计的潜力。为有效控制干扰，本文采用率分割多接入 (RSMA) 方案作为干扰管理策略进行系统设计。针对卫星功率受限问题，考虑传输端低分辨率量化数字-模拟转换器 (DAC)，其功耗随量化位数指数级增长。此外，优化系统总能效是常见做法，但该指标缺乏用户公平性。为保证公平性并进一步提升能效，本文研究RSMA辅助的集成探测与通信 (ISAC)-LEO卫星系统的最大最小公平能效。该系统中，卫星发送双功能信号，既为下行用户服务，又用于目标探测。具体优化所有用户能效最小值的 precoder，考虑每条射频 (RF) 链在通信与探测约束下的功耗。为求解该优化问题，本文基于 successive 凸近似 (SCA) 和 Dinkelbach 方法提出迭代算法。数值结果表明，所提设计及RSMA架构相较于最大化系统总能效的策略（包括空间分割多接入 (SDMA) 和正交多接入 (OMA)），在最大最小公平能效及通信-探测权衡方面均有优势。
引用
@article{arxiv.2402.09253,
title = {Rate-Splitting Multiple Access for Quantized ISAC LEO Satellite Systems: A Max-Min Fair Energy-Efficient Beam Design},
author = {Ziang Liu and Longfei Yin and Wonjae Shin and Bruno Clerckx},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.09253},
year = {2024}
}
备注
Accepted to IEEE TWC