复用馈线链路的上行波束成形与快速自适应权重优化算法

"本文研究了一种馈线链路上具有复用的上行链路地面波束成形技术，并提出了一种快速自适应权重优化算法，旨在解决有限变换带宽和馈线链路大量信道的问题，提高频谱效率。通过码分多址(CDM)和小波包分频多址(WPDM)方法来对抗馈线链路的瓶颈问题，CDM利用正交扩频序列将每个信道分开，显著提升频谱效率，WPDM在频率域内采用正交子载波叠加，其频谱效率高于传统的频率分多址(FDM)。此外，与最小均方误差(LMS)算法不同，受约束稳定性最小均方误差(CS-LMS)算法提供了一种权重优化的递归公式，保证了系统的稳定性和优化性能。" 本文重点探讨了无线通信系统中上行链路地面波束成形（GBBF）的技术，特别是在馈线链路存在复用情况下的优化策略。馈线链路是卫星通信系统的关键组成部分，通常受限于有限的传输带宽和大量的信道需求，这导致了频谱资源的紧张。为了解决这个问题，作者提出了结合CDM和WPDM的方法。 CDM（码分多址）是一种多用户访问技术，它利用正交的扩频序列将多个信号分布在较宽的频带上，使得各信道可以同时传输而互不干扰，从而显著提高了频谱效率。这一方法能够将单一信道的带宽需求分散到更广阔的频谱上，有效地缓解了馈线链路的带宽限制。 另一方面，WPDM（小波包分频多址）是一种基于小波理论的多址接入技术，它在频率域内使用正交子载波进行数据传输。相比于传统的FDM（频率分多址），WPDM能够更高效地利用频谱资源，因为它的子载波间隔可以根据信号特性进行动态调整，从而实现更高的频谱效率。 为了进一步优化这种波束成形系统的性能，作者引入了CS-LMS算法。LMS算法是一种经典的自适应滤波器算法，用于在线估计和更新滤波器权重以最小化误差平方和。然而，标准的LMS算法可能在某些条件下不稳定或收敛速度慢。CS-LMS算法通过引入约束条件来确保系统的稳定性，同时提供了快速收敛的权重优化公式，从而提高了整个系统的性能。 该研究提出了一种创新的上行链路地面波束成形方案，通过CDM和WPDM技术有效提升了馈线链路的频谱效率，同时利用CS-LMS算法确保了系统的稳定性和权重优化的效率。这些技术对于改善卫星通信系统的性能、提升频谱利用率以及应对高容量需求具有重要意义。