基于单脉冲信号的无人机通信鲁棒低复杂度波束跟踪
信号处理
2021-03-16 v4
摘要
基于天线阵列的无人机通信需要一种波束跟踪技术以实现可靠链路建立。与传统蜂窝通信不同，无人机通信中的波束跟踪面临诸如无人机扰动带来的移动性以及信道突然中断等新的问题。为应对这些问题，我们提出一种基于扩展卡尔曼滤波器（EKF）并利用单脉冲信号的波束跟踪方案，其能够（1）通过在估计空间方向上提供可靠链路而具有更高鲁棒性，以及（2）相较于现有传统波束跟踪方案具有更低复杂度。我们指出了将波束成形信号作为基于卡尔曼滤波器（KF）方案的测量模型的局限性，转而采用单脉冲信号作为更合理的模型。为进行性能评估，我们推导了无人机空间角估计均方误差的上界，并确认所提方案在具有一定有界误差下是稳定的。我们还通过多种仿真表明，所提方案能够高效跟踪无人机，并利用波束成形信号在每个时间帧检测波束中断。
引用
@article{arxiv.2007.01006,
title = {Robust and Low Complexity Beam Tracking with Monopulse Signal for UAV Communications},
author = {Ha-Lim Song and Young-Chai Ko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.01006},
year = {2021}
}