蜂窝连接无人机：上行关联、功率控制与干扰协调
信息论
2019-08-16 v2 math.IT
摘要
视距（LoS）空地信道给蜂窝连接无人机（UAV）通信带来了机遇与挑战。一方面，与地面用户相比，LoS信道使无人机可见的蜂窝基站（BS）更多，从而带来更高的UAV-BS通信宏分集增益。另一方面，它们也使无人机对基站施加/遭受更严重的上行/下行干扰，因此需要涉及更多基站的、更精细的小区间干扰协调（ICIC）技术。本文考虑无人机到蜂窝基站的上行传输，并与现有地面用户共享频谱。为研究最优ICIC设计及空地性能折衷，我们通过联合优化无人机在多个资源块上的上行小区关联与功率分配，最大化无人机与现有地面用户的加权和速率。然而，该问题非凸且难以求得最优解。我们首先提出一种集中式ICIC设计，基于逐次凸近似（SCA）方法获得局部最优解。由于集中式ICIC需要网络全局信息以及过多基站间的大量信息交换，我们进一步提出一种低复杂度、低信令开销的分散式ICIC方案以便于实现：将蜂窝基站划分为小尺寸簇，并利用LoS宏分集仅在无人机与簇头基站间交换信息。数值结果表明，所提集中式与分散式ICIC方案均达到近最优性能，并基于实际系统配置得出了重要的设计启示。
引用
@article{arxiv.1807.08218,
title = {Cellular-Connected UAV: Uplink Association, Power Control and Interference Coordination},
author = {Weidong Mei and Qingqing Wu and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.08218},
year = {2019}
}
备注
This paper has been accepted by IEEE Transactions on Wireless Communications for publication (13 pages, 9 figures)