多用户无线中继网络中的联合 UAV 部署与收发机设计
信号处理
2025-07-17 v1
摘要
本文提出了一种新方法，通过优化无人机（UAV）中继部署、中继波束成形和接收合并，来提高非正交多用户无线中继网络中用户的最小信号与干扰加噪声比（SINR）。该设计被分为两个问题：波束成形感知的 UAV 部署优化和用于最大化最小 SINR 的收发机设计。波束成形感知的 UAV 部署优化中的一个重大挑战是，在部署 UAV 中继之前缺乏瞬时信道状态信息（CSI），这使得在非正交多用户传输中难以推导波束成形 SINR。为了解决这个问题，利用大规模 MIMO 基站的窄波束特性，推导出了期望波束成形 SINR 的近似值。基于此，提出了一种 UAV 部署算法，使用凸差框架来提供能提高用户间最小期望波束成形 SINR 的 UAV 位置。随后，在将 UAV 中继部署到优化位置并获得估计的 CSI 后，提出了一种联合中继波束成形和接收合并（JRBC）算法，使用块坐标下降法优化收发机以提高用户间的最小波束成形 SINR。数值结果表明，UAV 部署算法结合 JRBC 算法相比最先进方案提供了 4.6 dB 的 SINR 提升。
引用
@article{arxiv.2507.11912,
title = {Joint UAV Placement and Transceiver Design in Multi-User Wireless Relay Networks},
author = {Tzu-Hsuan Chou and Nicolo Michelusi and David J. Love and James V. Krogmeier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.11912},
year = {2025}
}
备注
This paper is accepted for publication in IEEE Transactions on Communications. 17 pages