近日，实验室一种基于大规模天线阵列的近地星间通信信道预测方法及其性能分析论文(title: An Accurate Channel Prediction Method for Massive MIMO-Based LEO Communications)被IEEE International Wireless Communications and Mobile Computing (IWCMC 2022) 接收。该研究由国家自然科学基金项目、河南省重点研发推广项目、河南省高校重点科研项目、河南省网络密码技术重点实验室及国重实验室课题资助。

实验室研究人员通过与国重实验室等团队合作，研究发现，由于收发端间的高速相对移动引起的多普勒频移及延迟等导致信道状态信息获取困难，通过梳理已有信道状态信息获取研究成果，实验室研究人员指出：现有的信道状态信息的获取工作多为考虑基站和终端处于静止或低速移动的场景，尽管目前也存在针对高速场景的工作，但信道状态信息获取算法相对复杂，难以直接应用于近地星间通信场景，此外，多天线系统已在5G中被证明为有效的提升系统吞吐量的手段，因此引入多天线到近地星间通信系统，可实现提升空域自由度进而提供更优的性能表现。基于以上假设和系统模型，实验室研究人员提出了一种改进的信道预测方法（SDD-Prony: spatial delay domain-based Prony），该方法不仅可以实现准确的信道预测，而且一定程度上降低了计算复杂度。

SDD-Prony算法将传统的Prony方法与一种域的转换方法结合，利用信道信息在该域中的稀疏性，可以显著地降低计算复杂度，结合Prony方法的预测性能，实现了准确的信道预测效果。另外，通过将TLS(TLS: total least squares)方法与SDD-Prony方法结合，实验室研究人员对预测过程中的噪声与误差分量进一步优化，实现了更准确的预测效果（如图1所示）。    

图1：90km/h条件下各信道估计预测误差效果比较

实验室推崇可重复性研究，本论文有关Matlab仿真程序可通过扫描下面二维码下载，复现相关仿真结果。