面向无人机群体动力学的集成感知、通信与卫星空控制
信号处理
2025-02-12 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
协调控制大型无人机群体需要 significant 频谱资源 due to the need for per-UAV 带宽分配， 在资源受限的环境中构成挑战。 远端控制(OTA) 已成为一种节省频谱的 approach， 通过电磁相加形成控制信号于基站(BS)。 然而，现有 OTA 控制器缺乏足够的优化变量以满足无人机群体控制目标， 且未整合控制与其他 BS 功能如感知。 本 work 提出一种集成感知与 OTA 控制框架(ISAC-OTA) 用于无人机群体。 BS 执行 OTA 信号构建(上行) 与 分发(下行)， 同时进行目标感知。 开发两种上行后处理方法：一种以控制为中心的方法通过反馈环 OTA 控制问题生成闭式控制信号， 另一种以感知为中心的方法消除传输引起的干扰以实现准确目标感知。 对于下行， 建立非凸问题求解以最小化控制信号分发(传输) 误差， 同时保持最低感知信噪比(SNR)。 模拟结果表明， 所提出的 ISAC-OTA 控制器在维持高感知精度的同时， 实现与基准最优控制算法相当的控制性能， 尽管存在 OTA 传输干扰。 更重要的是， 它消除了 per-UAV 带宽分配的需求， 展现了未来无线系统中合作控制的节省频谱方法。
引用
@article{arxiv.2502.07467,
title = {Integrated Sensing, Communication, and Over-The-Air Control of UAV Swarm Dynamics},
author = {Zhuangkun Wei and Wenxiu Hu and Yathreb Bouazizi and Mengbang Zou and Chenguang Liu and Yunfei Chen and Hongjian Sun and Julie McCann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.07467},
year = {2025}
}