Este artículo propone un nuevo marco integrado de comunicación y navegación (ICAN) asistido por una matriz de apertura continua (CAPA) para constelaciones de satélites en órbita terrestre baja (LEO). Dentro de este marco, se desarrolla un modelo de transmisión colaborativa basado en electromagnetismo, en el cual múltiples satélites equipados con CAPA irradian simultáneamente flujos de datos de enlace descendente y señales de referencia de navegación sobre un espectro compartido. Basándose en esto, se derivan la tasa de comunicación alcanzable y el límite de Cramér-Rao (CRB) para la navegación, que caracterizan explícitamente el acoplamiento intrínseco entre los formadores de haz de doble función y el rendimiento del sistema. Para mejorar la precisión de posicionamiento con una garantía de calidad de servicio de comunicación, se formula un problema de optimización conjunta de formación de haces para minimizar el CRB promedio sujeto a presupuestos de potencia de transmisión y restricciones mínimas de tasa. Para abordar la infinita dimensionalidad inherente al diseño del formador de haz CAPA, se introduce un subespacio del canal ICAN para transformar de manera equivalente la formulación en un problema de dimensión finita, que luego se resuelve eficientemente mediante un algoritmo iterativo de optimización convexa. Finalmente, los resultados numéricos demuestran que el algoritmo de diseño de formación de haces asistido por CAPA propuesto supera significativamente las arquitecturas convencionales de antenas en fase discretas y otros esquemas de referencia, logrando mejoras notables en el rendimiento de ICAN.

Sexta generación (6G);Teoría de la información electromagnética;Constelación de satélites en órbita terrestre baja (LEO);Matriz de apertura continua;Comunicación y navegación integradas (ICAN)