多天线无人机辅助车载网络中的优化波束成形与带宽分配

在基础设施有限且动态变化的环境中，为关键任务车辆确保可靠通信，因干扰和频谱稀缺而面临重大挑战。本文研究了一种无人机辅助的车载通信框架，该框架利用多天线波束成形和动态带宽分配来提供具有优先级且能抑制干扰的无线链路。车辆根据其服务优先级进行分类，每个类别分配不同的频段以减少干扰。在每个类别内，优化的波束成形进一步减少了传输重叠并提高了频谱效率。该优化问题通过交替优化框架求解，其中包含两种波束成形策略：一种基于连续凸近似（SCA），另一种以闭式解形式导出。数值结果表明，在整体系统性能方面，所提出的方案优于仅优化带宽分配或仅优化波束成形的基线方法。在两种联合优化方法中，闭式解方案实现了更高的总速率，通常需要更少的发射功率，并且与基于SCA的方法相比，计算复杂度也更低。