面向无人机辅助定位与通信的联合帧结构、波束宽度和功率分配
信号处理
2024-06-04 v1
摘要
在无线传感器网络中,集成定位与通信技术对于高效利用频谱和硬件至关重要。本文提出了一种新颖的无人机(UAV)辅助地面节点(GN)定位与通信框架,其中利用平均频谱效率(SE)来揭示帧结构、信道估计误差和定位精度之间的复杂关系。具体来说,我们首先推导了信道估计误差和三维位置预测误差的下界。基于这些综合分析,我们提出了一个最大化UAV-GN通信中平均SE的问题,其中帧结构、波束宽度和功率分配被联合优化。随后,我们提出了一种高效的迭代算法来解决这个非凸问题,并给出了波束宽度和功率分配的闭式表达式。数值结果表明,我们提出的方法的性能可以以低得多的复杂度接近上界,并且与非定位基准相比实现了超过70%的性能增益。此外,分析强调了多普勒效应对平均SE的影响比噪声更显著。
引用
@article{arxiv.2406.01010,
title = {Joint Frame Structure, Beamwidth, and Power Allocation for UAV-Aided Localization and Communication},
author = {Tianhao. Liang and Tingting. Zhang and Sheng. Zhou and Wentao. Liu and Dong. Li and Qinyu. Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.01010},
year = {2024}
}