基于电磁地图的星地协同网络容量优化研究

摘要

传统地面蜂窝网络依赖密集基站部署,可以支持宽带通信,但覆盖性能有限;卫星通信网络可以支持广域、甚至全球覆盖,但宽带服务能力有限.星地协同网络通过卫星平台、地基基站的协同组网,可为郊区、森林、海域等提供广域宽带信息覆盖.星地协同网络面临的突出难题在于星地子系统之间的干扰.由于星地子系统传输特性,包括时延、速率等的巨大差异,传统基于完全信道信息的干扰消除方法无法应用在星地协同网络.为此,提出基于电磁地图的星地协同网络容量优化新方法.由于只有与位置相关的大尺度信道信息可以预先存储在电磁地图中,需要解决大尺度信道信息条件下的容量优化问题,这与传统香农理论基于完全信道信息的容量优化不同,需要有效克服小尺度信道信息的动态影响.提出了基于随机矩阵理论和二分图匹配理论的容量优化方法,相比传统方法可大幅提升网络容量.