基于全局连接图的空中基站快速在线移动优化
信息论
2025-05-06 v2 math.IT
摘要
载载于无人机( UAV)的空中基站(AB)能够在各种场景中为地面用户(GU)提供无线连接。然而，为在 M 个用户中最大化 N 个ABs的覆盖率(CR)，需要求解一个复杂度随 M 和 N 指数级增长的NP难问题。信道受局部障碍物(如建筑物)阻挡时，问题的复杂度进一步升高，并且随GU位置的动态变化而进一步恶化。针对这些挑战，本文聚焦于多AB移动问题的优化，以提高特定环境中移动GU的平均CR。我们的方案包括：1)引入全局连接图( GCM)的概念，其中包含给定AB/GU位置之间的连接信息；2)将AB移动问题划分为AB放置子问题，并基于GCM将每个子问题形式化为二进制整数线性规划(BILP)问题；3)提出一种快速在线算法，在对偶空间中执行(one-pass)投影随机梯度下降，以快速求解具有接近最优性能的BILP问题。数值结果表明，我们的方法在接近由开源求解器(SCIP)获得的上限性能的同时，显著缩短了运行时间。此外，我们的方法在CR性能和/或时间效率方面均优于文献中常见的基准方法，如K-均值初始化的进化算法或基于深度强化学习(DRL)的方法。
引用
@article{arxiv.2405.02655,
title = {Fast Online Movement Optimization of Aerial Base Stations Based on Global Connectivity Map},
author = {Yiling Wang and Jiangbin Lyu and Liqun Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.02655},
year = {2025}
}
备注
6 pages, 7 figures. Investigate site-specific movement optimization of UAV-mounted aerial base stations to cover a group of moving ground users, based on site-specific Global Connectivity Map. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2312.10490