Perfect Doppler compensation and synchronization is nontrivial due to multi-path Doppler effects and Einstein's theory of relativity in the space-air-ground-integrated networks (SAGINs). Hence, by considering the residual Doppler and the synchronization delay, this paper investigates the bit-error-rate (BER) performance attained under time-varying correlated Shadowed-Rician SAGIN channels. First, a practical SAGIN model is harnessed, encompassing correlated Shadowed-Rician channels, the Snell's law-based path loss, atmospheric absorption, the line-of-sight Doppler compensation, elliptical satellite orbits, and Einstein's theory of relativity. Then, a specific correlation coefficient between the pilot and data symbols is derived in the context of correlated Shadowed-Rician channels. By exploiting this correlation coefficient, the channel distribution is mimicked by a bi-variate Gamma distribution. Then, a closed-form BER formula is derived under employing least-square channel estimation and equalization for 16-QAM. Our analytical results indicate for a 300-km-altitude LEO that 1) the period of realistic elliptical orbits is around 0.8 seconds longer than that of the idealized circular orbits; and 2) the relativistic delay is lower than 1 microsecond over a full LEO pass (from rise to set). Our numerical results for the L bands quantify the effects of: 1) the residual Doppler; 2) atmospheric shadowing; 3) synchronization errors; and 4) pilot overhead.


翻译:由于空天地一体化网络(SAGINs)中存在的多径多普勒效应及爱因斯坦相对论,理想的多普勒补偿与同步并非易事。因此,本文通过考虑残余多普勒效应与同步时延,研究了时变相关阴影莱斯SAGIN信道下的误码率(BER)性能。首先,构建了一个实用的SAGIN模型,涵盖相关阴影莱斯信道、基于斯涅尔定律的路径损耗、大气吸收、视距多普勒补偿、椭圆卫星轨道及爱因斯坦相对论。随后,在相关阴影莱斯信道背景下,推导了导频符号与数据符号间的特定相关系数。利用该相关系数,信道分布被模拟为二元伽马分布。进而,针对采用最小二乘信道估计与均衡的16-QAM调制,推导出闭合形式的误码率公式。分析结果表明,对于高度300千米的低轨卫星(LEO):1)实际椭圆轨道周期比理想圆轨道周期长约0.8秒;2)在完整LEO过境期间(从升起至降落),相对论时延小于1微秒。针对L波段的数值结果量化了以下因素影响:1)残余多普勒效应;2)大气阴影效应;3)同步误差;4)导频开销。

0
下载
关闭预览

相关内容

《空天地一体化网络智能可靠无线通信增强研究》123页
专知会员服务
32+阅读 · 2025年4月2日
《无人机辅助的天空地一体化网络:学习算法技术综述》
最新《生成式对抗网络GAN时空数据应用》综述论文,28pdf
异质信息网络分析与应用综述,软件学报-北京邮电大学
综述 | 异质信息网络分析与应用综述
专知
27+阅读 · 2020年8月8日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
45+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
对抗环境下超视距目标打击的情报支援
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:49
《无人机对海面作战影响评估》
专知会员服务
11+阅读 · 7月21日
印度精确打击与指挥架构的断层
专知会员服务
6+阅读 · 7月20日
美空军AI完成F-16战斗机自主空战历史性试飞
专知会员服务
6+阅读 · 7月20日
相关VIP内容
相关资讯
综述 | 异质信息网络分析与应用综述
专知
27+阅读 · 2020年8月8日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
45+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员