2023年7月JournalonCommunicationsJuly2023第44卷第7期通信学报Vol.44No.7IRS辅助的星地融合认知网络中断性能分析林敏1，郭怀波1，刘笑宇1，韩略1，谈苗苗1，杨绿溪2（1.南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京210003；2.东南大学信息科学与工程学院，江苏南京210096）摘要：分析了智能反射面（IRS）辅助的星地融合认知网络系统的中断性能。首先，针对卫星采用点波束技术服务地球站，而基站通过智能反射面扩大通信范围，并采用非正交多址接入（NOMA）技术服务多用户场景，在系统采用认知无线电技术来实现卫星主网络与地面次级网络之间频谱共享的情况下，建立以地面用户平均信干噪比最大化为目标的优化问题；其次，基于角度域的信道状态信息提出了一种低复杂度的IRS相移设计方案，从而得到智能反射面相移矩阵；接着，分别推导出地面用户在固定和移动2种情况下的中断概率闭合表达式。为了进一步分析系统性能，推导了高信噪比条件下系统的中断概率近似表达式。最后，计算机仿真验证了中断概率表达式的正确性，并分析了主要参数对系统性能的影响。关键词：星地融合认知网络；非正交多址接入；智能反射面；中断概率中图分类号：TN92文献标志码：ADOI:10.11959/j.issn.1000−436x.2023124OutageperformanceanalysisofIRS-aidedcognitivesatellite-terrestrialnetworkLINMin1,GUOHuaibo1,LIUXiaoyu1,HANLue1,TANMiaomiao1,YANGLyuxi21.SchoolofCommunicationandInformationEngineering,NanjingUniversityofPostsandTelecommunications,Nanjing210003,China2.SchoolofInformationScienceandEngineering,SoutheastUniversity,Nanjing210096,ChinaAbstract:Theoutageperformanceofintelligentreflectingsurface(IRS)aidedcognitivesatellite-terrestrialnetworkwasanalyzed.Firstly,forthescenariowherethepointbeamwasenabledatthesatellitetoservetheearthstation,andtheIRSandnon-orthogonalmultipleaccess(NOMA)weredeployedatthebasestationtoexpandthecommunicationrangeandservemultipleusers,respectively,undertheconditionthatcognitiveradiotechnologywasemployedtoenablespectrumsharingbetweenthesatelliteprimarynetworkandtheterrestrialsecondarynetwork,anoptimizationproblemwasestab-lishedtomaximizetheaveragesignal-to-noiseratioofterrestrialusers.Secondly,alowcomplexityIRSphaseshiftde-signwasproposedbyusingchannelstateinf...
