基于系留无人机的高空基站三维部署研究
信息论
2019-07-10 v1 网络与互联网体系结构
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摘要
使用无人机(UAV)部署高空基站(BS)的主要挑战之一是机载能量与飞行时间有限。对此问题的一个潜在解决方案是通过连接无人机与地面的系绳为无人机供电。本文研究系留无人机(TUAV)的最优部署,以最小化 TUAV 与地面接收机之间的平均路径损耗。给定系绳最大长度,且 TUAV 的发射点(系绳起点)置于楼顶, TUAV 仅允许在特定悬停区域内悬停。除最大系绳长度外,该悬停区域还取决于楼顶周围建筑物的高度,这要求系绳的倾角不得低于给定最小值,以避免缠绕并确保安全。我们首先针对此设置建立优化问题并给出关于其解的一些有用见解。接着,我们推导系绳长度与倾角最优值的上界与下界。我们还提出了基于最大化视距概率的系绳长度及其倾角的次优闭式解。最后,我们推导系绳长度最小倾角的概率分布。我们表明其均值随环境变化,从郊区环境中的 10 度到高层城市环境中的 31 度。数值结果表明,所推导的系绳长度与倾角最优值上下界带来的平均路径损耗次优值紧致,仅比最小值高 0–3 dB。
引用
@article{arxiv.1907.04299,
title = {On the 3-D Placement of Airborne Base Stations Using Tethered UAVs},
author = {Mustafa A. Kishk and Ahmed Bader and Mohamed-Slim Alouini},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.04299},
year = {2019}
}