真实环境中无人机连接的垂直视角：蜂窝网络与星链、三维表征及性能预测
网络与互联网体系结构
2026-05-29 v2 新兴技术
系统与控制
信号处理
系统与控制
摘要
在本文中，我们提出了一个开源测量平台，旨在通过真实环境中的飞行测试来表征商业蜂窝网络（Verizon，美国主要运营商）和低轨卫星网络（Starlink）的性能。我们实施了一种全面的多层测量方法，涵盖物理层信号指标、多小区网络拓扑和端到端（E2E）应用性能。通过超过10次飞行测试、4.5小时以上飞行时间、产生超过18K个样本的广泛飞行活动，我们首次提供了分析低空无人机运行中双蜂窝网络和Starlink性能的详细开源数据集。我们的蜂窝网络-Starlink对比结果（在同一时间和地点同时收集）显示了两项技术之间的显著性能差异：低轨卫星链路实现了卓越的延迟性能，95%的往返时间（RTT）测量值低于50毫秒，而蜂窝网络只有80%低于150毫秒；以及卓越的下行容量，95%超过25 Mbps，而蜂窝网络仅为5 Mbps。我们对蜂窝网络性能的分析表明，虽然更高海拔（例如，海平面以上330米以上）通过视距（LOS）传播将信号功率提高了15-20 dB，但这导致切换率增加了3-4倍，这是由于过多的多小区可见性而非信号退化。此外，我们观察到切换对RTT性能的不对称影响：53.5%的切换改善了RTT，但最坏情况下的退化（275毫秒）是最佳情况下的改善（137毫秒）的2倍。
引用
@article{arxiv.2605.27755,
title = {A Vertical Look at UAV Connectivity in the Wild: Cellular vs. Starlink, 3D Characterization, and Performance Prediction},
author = {Sravan Reddy Chintareddy and Sherwan Jalal Abdullah and Justin D. Clough and Victor S. Frost and Shawn Keshmiri and Morteza Hashemi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.27755},
year = {2026}
}