高空长航时平台最优通信与飞行运行的跨学科方法
信号处理
2023-03-10 v2
摘要
空中通信平台，即平流层高空平台站（HAPS），凭借其无处不在的连接性和超广覆盖半径，有潜力提供/催化先进的移动无线通信服务。近来，HAPS 主要通过自给自足的能源系统实现长航时特性，从而获得了极大的普及。安装在飞行器上的光伏电池在白天收集太阳能，部分可用于通信和位置保持，而多余的能量则储存在可充电电池中供夜间维持。我们进行了精细的功率预算，以确定可用的太阳能是否能同时有效地自维持所需的推进和通信功率消耗。我们进一步提出了一种用于位置保持飞行的能量最优轨迹，以及用于多小区用户的非正交多址接入（NOMA），这些用户由 HAPS 通信系统的定向波束提供服务。我们为下行链路 NOMA 用户设计了最优功率分配，以及理想的飞行位置和速度，旨在最大化白天的总数据速率并最小化夜间的功率消耗，同时确保服务质量。我们的发现揭示了通信和空气动力学参数联合设计对于最优能量利用和资源分配的重要性。
引用
@article{arxiv.2203.00363,
title = {An Interdisciplinary Approach to Optimal Communication and Flight Operation of High-Altitude Long-Endurance Platforms},
author = {Sidrah Javed and Mohamed-Slim Alouini and Zhiguo Ding},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.00363},
year = {2023}
}
备注
Journal Paper