Abstract
本論文では、新規の連続開口アレイ支援型低軌道衛星コンステレーション通信航法統合アーキテクチャを提案する。本アーキテクチャにおいては、電磁理論に基づく協調伝送モデルを構築し、複数の連続開口アレイを搭載した衛星が共有スペクトラム上で同時に下りのデータ信号と航法基準信号を送信する。これに基づき、達成可能な通信伝送速度および航法クレイマー・ラオ下限を導出し、二機能ビームフォーミングとシステム性能間の内在的結合関係を明示的に描写した。通信サービス品質を保証しつつ航法位置精度を向上させるため、本論文では送信電力予算および最低速度制約下で平均クレイマー・ラオ下限を最小化する共同ビームフォーミング最適化問題を構築した。連続開口アレイビームフォーミング設計の無限次元性に対処するため、通信航法統合チャネル部分空間を導入し、元の問題を処理可能な有限次元最適化問題に等価変換し、さらに繰り返し凸最適化アルゴリズムにより効率的に解いた。最後に、数値結果は提案する連続開口アレイ支援ビームフォーミング設計アルゴリズムが従来の離散位相配列アーキテクチャおよび他のベースライン手法を大幅に上回り、低軌道衛星コンステレーション通信航法統合性能を効果的に向上させることを示している。
Keywords
6G; 電磁情報理論; 低軌道衛星コンステレーション; 連続開口アレイ; 通信航法統合
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