具有多小区关联性的毫米波无人机网络:性能极限与优化
信息论
2019-08-21 v4 math.IT
摘要
本文旨在揭示由使用毫米波(mmWave)频段的无人机(UAV)基站(BS)层与使用特高频(UHF)频段的地面 BS 层构成的蜂窝网络在下行覆盖与空间吞吐量性能上的基本极限。为降低切换信令开销,地面 BS 负责控制信令传输,而 UAV 负责有效载荷数据传输,因此在该控制-数据平面分离架构的网络中用户需同时关联一个地面 BS 与一个 UAV。我们首先利用随机几何提出一种 UAV 的三维(3D)位置分布模型,该模型能一般性地刻画空中 UAV 的位置。基于此 3D 分布模型,提出了多小区覆盖概率与体积频谱效率两个性能指标,推导了它们的显式低复杂度表达式,并在每个 UAV 与地面 BS 均配备大规模天线阵列时求得其上界。我们进一步表明,通过最优部署与定位空中 UAV 可最大化多小区覆盖概率与体积频谱效率,从而求得其基本最大极限。这些重要分析结论通过数值仿真得到验证。
引用
@article{arxiv.1905.06099,
title = {MmWave UAV Networks with Multi-cell Association: Performance Limit and Optimization},
author = {Chun-Hung Liu and Kai-Hsiang Ho and Jwo-Yuh Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.06099},
year = {2019}
}
备注
17pages, 1 table, 8 figures, journal submission