智能反射面增强的室内机器人路径规划：一种基于无线电图的方法
信号处理
2021-03-17 v2
摘要
本文研究了一种室内机器人导航系统，其中采用智能反射面（IRS）来增强接入点（AP）与机器人用户之间的连通性。考虑了单用户和多用户两种场景。在单用户场景中，一个移动机器人用户（MRU）与 AP 通信。在多用户场景中，AP 采用非正交多址（NOMA）或正交多址（OMA）传输服务于一个 MRU 和一个静态机器人用户（SRU）。所考虑的系统被优化以最小化 MRU 从给定起点到预定义终点的行进时间/距离，同时满足机器人用户通信质量的约束。为此，提出了一种基于无线电图的方法来利用位置相关的信道传播知识。对于单用户场景，构建了信道功率增益图，其刻画了 MRU 在最优 IRS 相移下的最大期望有效信道功率增益的空间分布。基于所获得的信道功率增益图，利用图论求解通信感知的机器人路径规划问题。对于多用户场景，构建了通信速率图，其刻画了在 SRU 最小速率要求下，MRU 在 AP 最优功率分配和最优 IRS 相移下的最大期望速率的空间分布。该联合优化问题通过调用二分搜索和连续凸近似方法得到有效求解。随后，利用所获得的通信速率图推导出基于图论的机器人路径规划问题解。我们的数值结果验证了所提设计的有效性。
引用
@article{arxiv.2009.12804,
title = {Intelligent Reflecting Surface Enhanced Indoor Robot Path Planning: A Radio Map based Approach},
author = {Xidong Mu and Yuanwei Liu and Li Guo and Jiaru Lin and Robert Schober},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.12804},
year = {2021}
}
备注
32 pages,13 figures. a conference version can be found in arXiv:2009.11519