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空天地一体化网络中的混合预编码

更新时间：2026-06-23 20:21:16 大小：21K 上传用户：江岚查看TA发布的资源 标签：空天地一体化编码 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、研究背景与意义

（一）空天地一体化网络发展需求

随着第五代移动通信（5G）向第六代移动通信（6G）演进，新一代通信网络要求实现全球覆盖、万物互联，满足空口、海洋、偏远山区等地面网络覆盖盲区的通信需求。地面蜂窝网络受地理环境、建设成本限制，无法实现全域覆盖；卫星通信具有覆盖范围广、不受地面基础设施影响的优势，但存在传输时延大、容量有限的缺点；航空通信作为补充层，能够为低空飞行器、高空平台提供通信中继，弥补卫星与地面网络之间的链路间隙。空天地一体化网络（Space-Air-Ground Integrated Network, SAGIN）整合了卫星层、空中层、地面层三层通信资源，通过多网融合实现全球连续覆盖，满足不同场景下的通信需求，成为6G网络的核心架构之一。

（二）大规模MIMO与预编码技术演进

为满足空天地一体化网络对高容量、高频谱效率的需求，大规模多输入多输出（Massive Multiple-Input Multiple-Output, Massive MIMO）技术被引入SAGIN，通过在基站、卫星、空中平台部署大量天线，能够空间域区分多用户，大幅度提升频谱利用率与通信容量。预编码技术是Massive MIMO的核心技术之一，通过对发送信号进行预处理，能够有效抑制多用户干扰，提升系统可达速率。传统全数字预编码要求每根天线对应一条专属射频链路，在大规模天线场景下，射频链路的硬件成本、功耗都会大幅提升，难以工程实现。为解决这一矛盾，混合预编码（Hybrid Precoding, HP）技术应运而生，将预编码分解为低维数字预编码和高维模拟预编码，大幅减少射频链路数量，在性能接近全数字预编码的同时，降低硬件成本与功耗，成为大规模MIMO场景下预编码技术的主流方案。

（三）混合预编码在SAGIN中的研究价值

将混合预编码技术应用于空天地一体化网络，既能够发挥Massive MIMO的容量增益，又能控制硬件成本与功耗，适配卫星、高空平台等功率受限节点，契合SAGIN多节点、多链路、广覆盖的特性。但SAGIN的信道特性、网络架构与传统地面蜂窝网络存在显著差异：卫星通信面临大路径损耗、多普勒频移、雨衰影响，空中层存在节点移动性导致的信道快速变化，多层组网存在跨层干扰、多用户干扰问题，这些特性都对混合预编码的设计提出了新挑战，因此针对SAGIN场景的混合预编码设计研究，对推动空天地一体化网络的落地应用具有重要理论与实用价值。


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