无人机毫米波通信的抖动效应分析与波束训练设计
信号处理
2021-10-04 v2 信息论
math.IT
摘要
抖动效应显著降低了无人机毫米波（mmWave）通信的性能。为研究无人机抖动对毫米波通信的影响，我们首先基于均匀平面阵列（UPAs）单元天线间的几何关系建立无人机毫米波信道模型。随后，我们提取了 (I) 无人机姿态角与位置坐标 和 (II) 毫米波信道到达角（AoA）与离开角（AoD）之间的关系，并基于无人机姿态角的随机波动（即无人机抖动）推导了无人机侧 AoA/AoD 的分布。在波束训练设计中，利用姿态角与 AoA/AoD 的关系，我们提出由无人机导航信息生成 AoA 与 AoD 的粗略估计。最后，基于粗略的 AoA/AoD 估计，我们开发了一种基于压缩感知（CS）且感知范围受限的波束训练方案作为精细的 AoA/AoD 估计。特别地，我们构造了一个部分随机感知矩阵以缩小基于 CS 的波束训练的感知范围。数值结果表明，我们所提出的由导航信息辅助的无人机波束训练方案在 AoA/AoD 估计中能以更短的训练长度实现更高精度，因而更适用于抖动效应下的无人机毫米波通信。
引用
@article{arxiv.2104.05872,
title = {Jittering Effects Analysis and Beam Training Design for UAV Millimeter Wave Communications},
author = {Wei Wang and Wei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.05872},
year = {2021}
}
备注
Accepted by IEEE TWC