面向低空经济的网络化 ISAC：发射波束赋形与无人机轨迹设计
信号处理
2024-05-14 v1
摘要
本文研究利用网络化集成感知与通信 (ISAC) 支持低空经济 (LAE)，其中一组网络化地面基站 (GBS) 发射无线信号，以协作方式与多架授权无人机 (UAV) 通信，并同时利用回波信号检测感兴趣空域中未经授权物体的入侵。在此设置下，我们联合设计多个 GBS 的协作发射波束赋形、授权 UAV 的轨迹控制及其与 GBS 的关联，以在确保空域监视的感知需求的同时，提升授权 UAV 的通信性能。具体而言，我们的目标是在特定飞行时段内最大化授权 UAV 的平均和速率，同时满足感兴趣空域感知的最小照射功率约束、单个 GBS 的最大发射功率约束以及 UAV 的飞行约束。该问题由于涉及整数变量和优化变量的耦合，是非凸且难以求解的。为解决此非凸问题，我们利用交替优化 (AO)、逐次凸逼近 (SCA) 和半定松弛 (SDR) 技术提出了一种高效算法。数值结果表明，所提算法中获得的发射波束赋形和 UAV 轨迹设计有效地平衡了感知与通信性能之间的权衡，从而显著优于各种基准方案。
引用
@article{arxiv.2405.07568,
title = {Networked ISAC for Low-Altitude Economy: Transmit Beamforming and UAV Trajectory Design},
author = {Gaoyuan Cheng and Xianxin Song and Zhonghao Lyu and Jie Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.07568},
year = {2024}
}