面向蜂窝连接无人机的下行协作干扰传输与消除：一种分而治之方法

视距主导的空地信道在蜂窝连接无人机（UAV）通信中带来了严重的干扰问题。本文提出一种新的基站（BS）协作波束成形（CB）技术用于蜂窝下行链路，以缓解同信道地面传输对无人机造成的强干扰。除通过协作传输无人机消息的传统CB外，无人机的服务基站利用一种新颖的干扰传输方案来有效抑制对无人机的地面干扰。具体而言，同信道地面用户的消息被共享给无人机的服务基站，并通过CB传输以在无人机处抵消其产生的干扰。为平衡用于无人机信号增强与干扰消除的CB增益，我们旨在通过联合优化所有服务基站用于传输无人机及同信道地面用户消息的功率分配，最大化无人机的接收信干噪比。首先，我们在一种特殊情况下推导出该问题的闭式最优解并获得有用见解。随后，我们提出一种算法在一般情况下最优地求解该问题。由于最优解需要基站间集中式实现并伴随高昂的消息/信道信息交换，我们进一步基于一种新的分而治之方法提出了一种适于实际实现的分布式算法，其中每个同信道基站将其感知到的对无人机的干扰划分为多个部分，分别由其不同的服务基站尽力抵消。数值结果表明，所提出的带干扰传输与消除（ITC）的集中式和分布式CB方案均显著优于不采用ITC的传统CB。