Satellite communication constitutes a promising solution for the sixth generation (6G) wireless networks in terms of providing global communication services. In order to provide a cost-effective satellite network, we propose a novel medium-earth-orbit (MEO) satellite aided integrated-navigation-and-communication (INAC) network. To overcome the severe path loss of MEO satellites, we conceive a network for simultaneous serving navigation and communication for ground users by adopting the non-orthogonal multiple access (NOMA) technique and the reconfigurable intelligent surface technique. Based on the power allocation strategies, communication-oriented (CO-) and navigation-oriented (NO-) INAC scenarios are proposed. We first derive the closed-form expressions for the new channel statistics, outage probability and channel capacity of the INAC-user. For gleaning further insights, the diversity orders and navigation accuracy are evaluated for illustrating the performance of the INAC networks. According to our analysis, when RIS elements are sufficient, the proposed INAC network can perform better than conventional terrestrial communication networks in terms of channel capacity. Numerical results are provided for confirming that the NO-INAC and CO-INAC scenarios have superior performance for communication in the low signal-to-noise-ratio (SNR) regimes and high SNR regimes, respectively, which indicates a hybrid CO/NO-INAC network is preferable.


翻译:卫星通信在提供全球通信服务方面,是第六代(6G)无线网络的一种有前景的解决方案。为了构建高性价比的卫星网络,我们提出了一种新型中地球轨道(MEO)卫星辅助的集成导航与通信(INAC)网络。为克服MEO卫星严重的路径损耗,我们设计了一种通过采用非正交多址接入(NOMA)技术和可重构智能表面技术,同时为地面用户提供导航与通信服务的网络。基于功率分配策略,我们提出了面向通信(CO-)和面向导航(NO-)的INAC场景。首先,我们推导了INAC用户的新信道统计特性、中断概率和信道容量的闭式表达式。为深入洞察,我们评估了分集阶数和导航精度以说明INAC网络的性能。根据分析,当RIS单元足够时,所提INAC网络在信道容量方面可优于传统地面通信网络。数值结果证实,NO-INAC和CO-INAC场景分别在中低信噪比(SNR)区域和高SNR区域具有优越的通信性能,这表明混合CO/NO-INAC网络更具优势。

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