基于无线电地图的蜂窝连接无人机路径规划
信息论
2019-12-05 v2 网络与互联网体系结构
math.IT
摘要
在本文中，我们研究蜂窝连接无人机（UAV）的路径规划，以最小化其从给定初始位置到最终位置的飞行距离，同时确保在飞行过程中与其相关联的每个地面基站（GBS）的大尺度信道增益方面达到目标链路质量。为此，我们提出使用无线电地图，该地图提供每个 GBS 与感兴趣区域内三维（3D）网格上均匀采样位置之间的大尺度信道增益信息，由于其中通常静态且大尺寸的障碍物（例如建筑物），这些信息被假定为时不变的。基于给定的 GBS 无线电地图，我们首先通过求解图论中等价的最短路径问题（SPP）获得最优 UAV 路径。为降低最优解的计算复杂度，我们进一步提出一种网格量化方法，利用相邻网格上的空间信道相关性，对每个 GBS 无线电地图中的网格点进行更粗粒度的采样。然后，我们在缩减尺寸的无线电地图（图）上更高效地求解近似 SPP。数值结果表明，所提方案能在满足通信质量约束的前提下有效最小化 UAV 的飞行距离。此外，通过调整无线电地图的量化比，可实现性能与复杂度之间的灵活权衡。
引用
@article{arxiv.1905.05046,
title = {Radio Map Based Path Planning for Cellular-Connected UAV},
author = {Shuowen Zhang and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.05046},
year = {2019}
}
备注
to appear in Proc. IEEE Global Communications Conference (Globecom), 2019