借助地理信息的无人机中继联合三维定位与功率分配

本文研究利用地理信息解决无人机与地面节点间空对地链路阻塞问题。具体地，部署一架无人机中继以建立从地面基站到多个地面用户的通信链路。为提升通信容量，我们首先依据三维（3-D）地理信息对建筑物引起的阻塞效应建模。随后，在链路容量、最大发射功率与阻塞约束下，通过联合优化无人机中继的三维位置与功率分配，建立最大化用户间最小容量的优化问题。为求解这一复杂非凸问题，基于拉格朗日松弛开发了双环优化框架。外环旨在获取适当拉格朗日乘子，以确保拉格朗日问题解收敛至原问题的最紧上界。内环通过块坐标下降（BCD）与连续凸近似（SCA）技术求解拉格朗日问题，其中无人机三维定位与功率分配在每次迭代中交替优化。仿真结果证实，所提方案显著优于两种基准方案，并达到接近无人机中继系统上界的性能。