IDMA与PCMA结合的对称载波复用技术提升卫星通信频谱效率

随着科技的发展，卫星移动通信在现代通信体系中扮演着越来越重要的角色，特别是在全球范围内的连接需求不断增长的情况下。中国在卫星移动通信领域的进步显著，首个自主研发的卫星通信系统已经投入运营，然而，频谱资源的紧张状况依然制约着其进一步发展。为了提升频谱效率，一种创新的技术路径是载波复用，特别是对称载波复用技术，这在地面5G移动通信系统中通过交织分多址（Interleave Division Multiple Access, IDMA）得到了广泛应用。 IDMA作为一种多用户接入技术，能够有效地处理卫星到用户（Satellite-to-User, S-U）链路上的多个用户同时传输，通过交织编码来分散用户数据，减少自干扰。在卫星通信中引入IDMA技术，有助于解决多用户共享有限频带的问题，从而实现更高的频谱利用率。 然而，仅在S-U链路上使用IDMA可能不足以充分利用频谱资源。因此，本研究结合了成对载波多址（Paired Carrier Multiple Access, PCMA）技术，这是一种针对卫星到地面控制站（Satellite-to-Ground Station, S-GS）链路的载波复用策略。PCMA通过利用正交导频信号，能够区分不同的载波信号，避免它们之间的相互干扰，从而在卫星通信网络中实现上行和下行信号的有效复用。 作者陈永康、周小林和王昕在他们的研究中提出了一种基于IDMA的对称载波复用系统模型，这个模型旨在整合IDMA的高效多用户处理能力与PCMA的载波隔离特性。他们详细描述了如何利用正交导频消除叠加信号中的自干扰分量，确保数据传输的准确性和可靠性。通过仿真验证，他们证明了这种结合IDMA和PCMA的系统能够在保持高质量通信的同时，显著提高频谱利用率。 本文的研究成果对于优化卫星移动通信系统的性能具有重要意义，不仅为频谱资源的高效利用提供了新的解决方案，还为未来卫星通信网络的设计和优化提供了理论依据。它对于卫星通信领域的发展，尤其是在频谱拥挤的环境中，具有实际应用价值和战略意义。