可重构智能表面辅助的毫米波多无人机无线蜂窝网络
信息论
2021-08-09 v1 math.IT
摘要
无人机(UAV)为网络部署带来了极大灵活性。然而,UAV存在高移动性与不稳定性的缺陷。为提升UAV网络的容量与可靠性,系统中可采用毫米波(mmWave)与可重构智能表面(RIS)。本文考虑一个RIS辅助的毫米波UAV无线蜂窝网络,其中UAV在多个RIS的协助下服务若干用户。我们联合优化部署、用户调度、波束赋形向量与RIS相移以最大化系统和速率,约束包括最小速率、UAV移动、模拟波束赋形与RIS相移。为求解这一复杂问题,我们采用迭代方法,在优化某一变量时固定其余三个变量。优化部署时,我们通过球面搜索为UAV寻找最优位置。随后,我们建立一个混合整数非线性规划(MINLP)问题以求得最佳调度,并采用空间分支定界(sBnB)方法求解该MINLP。在优化波束赋形向量与RIS相移时,我们提出一种基于和速率最大化与加权均方误差和(sum-WMMSE)最小化等价性的迭代算法。采用多数最小化方法处理模拟波束赋形与RIS相移的恒模约束。所提联合优化相较无波束赋形与RIS相移优化系统以及无部署优化系统具有显著优势。此外,RIS可补偿因遮挡造成的吞吐损失,尤其在低飞行高度时。
引用
@article{arxiv.2108.02916,
title = {Reconfigurable Intelligent Surface-Assisted mmWave multi-UAV Wireless Cellular Networks},
author = {Lisi Jiang and Hamid Jafarkhani},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.02916},
year = {2021}
}