面向低空无人机群的集成超分辨感知与3D稀疏MIMO鸿蒙通信
信号处理
2025-04-21 v1
摘要
低空无人机群因其在协同完成复杂任务方面的巨大潜力,被期望在未来智能航空系统中发挥重要作用。然而,要实现其高效运行仍需解决诸多挑战: 大规模无人机群通常导致频谱消耗过大,而单个无人机的超低成本要求迫切需要开发更具成本效益的通信模块。此外,密集布置的无人机群需要高分辨率的定位与感知。为解决上述挑战并同时实现频谱和能耗高效通信以及精准感知,本文研究了集成超分辨感知与鸿蒙通信技术的低空无人机群。具体而言,一架领航无人机可作为主要传输器(PT)向基站传输通信信号,而其余相邻无人机则充当被动散射设备(BDs),通过高效散射PT的射频(RF)信号来调制信息,而无需额外消耗频谱或功耗。此外,为实现密集无人机群的三维(3D)超分辨感知,进一步利用3D稀疏多输入多输出(MIMO)技术和超分辨信号处理算法,基站处的L型嵌套阵列(LNA)和平面嵌套阵列(PNA)均被考虑。为评估无人机鸿蒙电台(SR)系统的通信与感知性能,本文推导了无人机群的可实现速率,并比较了稀疏LNA、PNA及基准紧凑均匀平面阵列(UPA)的天线阵图。
引用
@article{arxiv.2504.13570,
title = {Integrated Super-resolution Sensing and Symbiotic Communication with 3D Sparse MIMO for Low-Altitude UAV Swarm},
author = {Jingran Xu and Hongqi Min and Yong Zeng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.13570},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 15 figures