巨型星座多天线网关站的时连续频率分配
系统与控制
2025-05-20 v1 系统与控制
信号处理
摘要
随着巨型低轨道 (LEO) 卫星星座的快速发展，多天线网关站 (MAGS) 已成为通过大量 feeder link 支持极高系统容量的关键使能手段。然而，空间段和地面段的密集化导致链路之间的空间间隔缩小，造成前所未有的干扰加剧挑战。本文针对巨型 LEO 系统的干扰抑制 (IM) 问题，研究基于图着色的频率分配方法。我们首先揭示了 MAGS 干扰模式的特征，并通过自适应阈值方法将 IM 问题建模为 着色问题。随后，我们提出两种量身定制的图着色算法，即通用全局 (GG) 和基于 Clique 的 Tabu 搜索 (CTS)。GG 采用低复杂度的贪心冲突规避策略，而 CTS 利用 MAGS 带来的独特 Clique 结构来提高 IM 性能。随后，我们创新性地对其进行修改，以实现时连续频率分配，这对于确保 feeder link 的稳定性至关重要。此外，我们进一步设计了两种巨型星座分解方法，以减轻卫星运营商的计算负担。最后，我们提出一种基于列表着色的空闲子信道利用方法，以进一步提高频谱效率和系统容量。针对包含 34396 颗卫星的星链第一和第二代星座进行仿真结果表明，所提出的方法在有效性和优越性方面表现出色。
引用
@article{arxiv.2505.12429,
title = {Time-Continuous Frequency Allocation for Feeder Links of Mega Constellations with Multi-Antenna Gateway Stations},
author = {Zijun Liu and Yafei Wang and Tianhao Fang and Wenjin Wang and Zhili Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.12429},
year = {2025}
}