多无人机赋能无线网络的联合轨迹与通信设计
摘要
近年来，无人机（UAVs）因其高机动性、灵活部署和低廉成本，在辅助无线通信方面引起了极大兴趣。本文考虑一种多无人机赋能的无线通信系统，其中采用多个搭载于无人机上的空中基站（BSs）为地面一组用户服务。为实现用户间的公平性能，我们通过联合优化多用户通信调度与关联以及无人机的轨迹和功率控制，最大化下行通信中所有地面用户的最小吞吐量。所述问题是一个混合整数非凸优化问题，求解具有挑战性。为此，我们提出一种高效的迭代算法，应用块坐标下降和连续凸优化技术求解该问题。具体而言，每次迭代中交替优化用户调度与关联、无人机轨迹和发射功率。特别地，针对非凸的无人机轨迹和发射功率优化问题，分别求解了两个近似凸优化问题。我们进一步证明所提算法保证收敛至至少局部最优解。为加速算法收敛并获得良好吞吐量，还基于简单圆形轨迹和圆填充方案，提出了一种低复杂度且系统的无人机轨迹设计初始化方案。提供了大量仿真结果，以证明所提设计相较于其他基准方案的显著吞吐量增益。
引用
@article{arxiv.1705.02723,
title = {Joint Trajectory and Communication Design for Multi-UAV Enabled Wireless Networks},
author = {Qingqing Wu and Yong Zeng and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.02723},
year = {2018}
}
备注
[UAV-Enabled Aerial Base Station (BS) I ] Accepted by IEEE TWC. This is the first of a series of three works (trilogy) that focus on UAV-enabled aerial BS for wireless networks.The other two works are "Common Throughput Maximization in UAV-Enabled Multiuser OFDMA Systems with Delay Consideration" and "Capacity Characterization of UAV-Enabled Two-User Broadcast Channel". arXiv admin note: text overlap with arXiv:1704.01765