关于具有MIMO可见光通信的无人机的性能
信号处理
2025-05-13 v2
摘要
本文围绕一个多输入多输出(MIMO)可见光通信(VLC)系统展开，其中无人机(UAV)利用发光二极管(LED)阵列同时为配备光电二极管(PD)的用户提供照明和通信服务。针对无人机电池容量有限和LED阵列能耗较大的问题，在无人机上设计了一种混合调光控制方案，该方案能有效控制发光LED的数量，从而降低整体能耗。为了评估该系统的性能，相应地制定了一个无线资源分配问题，用于联合优化无人机的运动轨迹、发射波束成形和LED选择，假设信道状态信息(CSI)是部分可用的。通过将优化问题重新表述为马尔可夫决策过程(MDP)形式，我们提出了一种软演员-评论家(SAC)机制，该机制能够捕捉问题的动态特性并优化其参数。此外，考虑到无人机的高移动性以及由此带来的系统显著重组，我们通过集成元学习策略增强了训练好的SAC模型，使其能够更好地适应系统变化。通过将能效定义为数据速率与功耗之间的权衡，仿真验证了将单LED无人机升级为10个LED阵列，数据速率和能效分别提升了47%和34%，但代价是功耗增加了8%。
引用
@article{arxiv.2405.11161,
title = {On the Performance of Unmanned Aerial Vehicles with MIMO VLC},
author = {Hosein Zarini and Amir Mohammadisarab and Maryam Farajzadeh Dehkordi and Mohammad Robat Mili and Bardia Safaei and Ali Movaghar and Sinem Coleri and Eduard Jorswieck},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.11161},
year = {2025}
}