采用定向天线实现节能覆盖的无人机最优部署
信息论
2019-11-19 v1 math.IT
摘要
为给定地面区域内用户提供可靠无线上行链路，可将无人机（UAVs）部署为基站（BSs）。另一应用中，可利用 UAVs 从地面传感器收集数据。为实现此类飞行 BSs 的节能且可扩展部署，可采用定向天线高效覆盖任意二维地面区域。我们考虑具有现实角度相关辐射方向图的大规模无线路径损耗模型。基于此模型，我们确定 N 架 UAVs 的最优三维部署，以最小化给定目标区域内用户的平均发射功耗。假设用户具有带理想全向天线的相同发射机，UAVs 具有带给定半功率波束宽度（HPBW）且沿垂直轴对称辐射方向图的相同定向天线。对于均匀分布的地面用户，我们证明在最优节能部署中 UAVs 须共享同一飞行高度。我们还以闭式推导了 架 UAVs 渐近最优公共飞行高度，表达为区域大小、数据率、带宽、HPBW 与路径损耗指数的函数。
引用
@article{arxiv.1911.07463,
title = {Optimal deployments of UAVs with directional antennas for a power-efficient coverage},
author = {Jun Guo and Philipp Walk and Hamid Jafarkhani},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.07463},
year = {2019}
}