低空无线网络中感知、通信与控制的协同设计
信号处理
2025-06-27 v1
摘要
物联网服务的快速发展和向第六代（6G）的演进，使无人机（UAV）成为低空无线网络（LAWN）的关键使能者。本工作研究了具有有限块长（FBL）传输的多无人机协作系统中感知、通信与控制协同设计（）。具体而言，无人机持续监测场地机器人的状态，并将其观测结果传送给机器人控制器以确保稳定控制，同时协作定位一个未知的感知目标（ST）。为此，首先分别以线性二次型调节器（LQR）代价和 Fisher 信息矩阵（FIM）的行列式来衡量控制和定位性能，联合考虑二者构建了一个加权优化问题。由此产生的优化资源分配、无人机部署位置和多用户调度的问题是非凸的。为克服这一挑战，我们首先推导了 LQR 代价关于其他变量的闭式表达式。随后，利用交替优化（AO）方法将该非凸优化问题分解为一系列子问题，其中采用凸函数差（DC）规划和投影梯度下降（PGD）方法以获得高效的近似最优解。此外，对所提算法的收敛性和计算复杂度进行了详尽分析。给出了大量仿真结果，以验证所提方法相较于基准方案的有效性，并揭示了控制与感知性能之间的权衡。
引用
@article{arxiv.2506.20970,
title = {Co-Design of Sensing, Communications, and Control for Low-Altitude Wireless Networks},
author = {Haijia Jin and Jun Wu and Weijie Yuan and Fan Liu and Yuanhao Cui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.20970},
year = {2025}
}