基于联合轨迹与功率控制的多无人机干扰协调

本文考虑一种无人机使能的干扰信道（UAV-IC），其中 $K$ 个无人机中的每一个都在同一时间、同一频谱上与其关联的地面终端（GTs）通信。为利用无人机机动性这一新自由度来协调 UAV-GT 链路间的干扰，我们 formulated 一个联合轨迹与功率控制（TPC）问题，在无人机飞行速度、高度以及避碰等实际约束下，最大化给定飞行间隔内 UAV-IC 的总和中速率。这些约束在不同时隙与不同无人机之间耦合了 TPC 变量，导致了一个具有挑战性的大规模非凸优化问题。通过利用问题结构，我们证明最优 TPC 解遵循飞-悬停-飞策略，基于此可将问题首先通过寻找最优悬停位置、然后求解给定无人机初始与悬停位置的降维 TPC 问题来处理。对于降维后的 TPC 问题，我们提出了一种连续凸近似算法。为提高计算效率，我们进一步开发了一种可在多核 CPU 上高效实现的并行 TPC 算法。我们还提出了一种逐段方法（虚拟航点模型），将 TPC 问题分解为顺序的 TPC 子问题，每个子问题维度更小。仿真结果证明了所提算法优越的计算时间效率，并表明 UAV-IC 可比基准正交方案产生更高的网络和中速率。