[发明专利]基于多波束组播的空地协同通信方法和装置

权利要求书

1.一种基于多波束组播的空地协同通信方法，其特征在于，包括：

获取目标信道信息，其中，所述目标信道信息包括第一信道信息和第二信道信息，所述第一信道信息为卫星网络中每个卫星到用户之间的卫星用户信道的信息，所述第二信道信息为地面网络中每个地面站到用户之间的地面用户信道的信道信息；

利用所述目标信道信息生成波束，得到波束生成结果，其中，所述波束生成结果中包括：卫星波束和地面波束；

确定所述卫星网络的网络容量的约束条件；

基于所述波束生成结果和所述约束条件为所述卫星网络中卫星分配第一发射功率，以及为所述地面网络中的地面站分配第二发射功率，以使所述卫星网络中的卫星按照第一发射功率发射通信信号，并使所述地面站按照第二发射功率发射通信信号；

其中，确定所述卫星网络的网络容量的约束条件包括：通过公式和公式确定所述卫星网络的网络容量的约束条件，其中，C_S为所述卫星S的总容量，P_S,J为所述卫星S为第一用户分组J分配的功率，σ_n为高斯噪声功率，C_S,J为所述卫星S中所述第一用户分组J内每个第一用户的容量，U_S,J为第一用户分组J内用户，g_S,J为第一用户分组J中的卫星用户信道，M为所述卫星网络中的卫星S中卫星天线的数量和所述第一用户分组的数量，ν_j为第一用户分组j的卫星波束，C_S,0为约束卫星网络容量的最小值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述目标信道信息生成波束，得到波束生成结果包括：

获取第一用户组，其中，所述第一用户组为位于卫星网络覆盖区域中，且未位于地面网络覆盖区域中的用户，所述第一用户组中包括至少一个第一用户；

获取所述第一用户组的需求数据和地理位置；

基于所述第一用户组的需求数据和地理位置对所述第一用户组进行分组，得到多个第一用户分组，其中，位于同一用户分组的第一用户具有相同的卫星用户信道；

利用迫零波束成形方法为所述多个第一用户分组中的每个第一用户分组生成卫星波束。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用迫零波束成形方法为所述多个第一用户分组中的每个第一用户分组生成卫星波束包括：

利用公式[ν₁,...,ν_M]＝G^-1D确定每个所述第一用户分组的卫星波束，D满足公式G＝[g_S,1,g_S,2,...,g_S,M]^H，(G^-HG^-1)_i,i表示矩阵[ν₁,...,ν_M]＝G^-1D中对角线上第i个元素，M为所述卫星网络中的卫星S中卫星天线的数量和所述第一用户分组的数量，g_S,J为第一用户分组J中的卫星用户信道，ν_M为第一用户分组M的卫星波束的波束向量，其中，N为每个基站的发射天线数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用所述目标信道信息生成波束，得到波束生成结果还包括：

获取第二用户组，其中，所述第二用户组为位于所述地面网络覆盖区域中的用户，所述第二用户组中包括至少一个第二用户；

获取所述第二用户组的需求数据；

基于所述第二用户组的需求数据对所述第二用户组进行分组，得到多个第二用户分组，其中，所述地面网络中的每个地面站对应服务所述多个第二用户分组中的一个或者多个第二用户分组；

利用最大比传输方法为每个所述地面站所对应服务的所述一个或者多个第二用户分组生成地面波束。