通过固定翼无人机实现长距毫米波空中回程链路：性能与设计

我们提出了一种基于固定翼无人机（UAV）的毫米波（mmWave）回程链路，作为一种成本效益高且易于部署的解决方案，用于将灾区或偏远地区连接到最近的核心网络。首先，我们通过考虑现实物理参数的影响，如无人机的圆形路径、飞行路径的临界点、障碍物的高度与位置、飞行高度、跟踪误差、无人机振动的严重程度、真实3D天线方向图、毫米波大气信道损耗、温度和气压，对单中继固定翼无人机通信系统进行了全面刻画。其次，我们推导了基于一系列狄拉克δ函数之和的信噪比（SNR）度量的分布。利用SNR分布，我们推导了所考虑系统中断概率和遍历容量的闭式表达式，作为所有系统参数的函数。为在更长链路长度下提供可接受的服务质量，我们将解析表达式扩展到多中继系统。闭式表达式的准确性通过蒙特卡洛仿真得到验证。最后，通过提供充分的仿真结果，我们研究了天线方向图增益和飞行路径等关键信道参数对所考虑系统性能的影响；并仔细分析了这些参数之间的关系以最大化平均信道容量。