无人机辅助蜂窝网络中SINR的元分布
信息论
2023-01-31 v1 信号处理
math.IT
摘要
在无人机(unmanned aerial vehicles, UAVs)上搭载紧凑轻量型基站，是为现有地面网络提供无缝覆盖的一种经济灵活方案。尽管无人机辅助蜂窝网络中的覆盖概率已被广泛研究，但其仅提供信干噪比(signal-to-interference-plus-noise ratio, SINR)的一阶统计量。本文中，为分析SINR的高阶统计量并刻画各链路间的差异，我们提出了一种基于元分布(meta distribution, MD)的无人机辅助蜂窝网络分析框架，其中针对空对地传输考虑了概率性视距信道与实际天线方向图。为准确刻画来自无人机的干扰，我们放宽了被广泛采用的均匀偏轴角(off-boresight angle, OBA)假设，并推导了OBA的精确分布。利用随机几何，针对可转向天线与垂直天线两种场景，我们得到了条件成功概率矩、SINR元分布以及平均本地时延的数学表达式。此外，我们研究了网络密度趋于无穷时矩的渐近行为。数值结果验证了理论结果的紧性，并表明均匀OBA假设低估了网络性能，尤其在无人机中等高度区间。我们还表明，当无人机配备可转向天线时，可通过精细调整无人机参数同时优化网络覆盖与用户公平性。
引用
@article{arxiv.2301.12678,
title = {The Meta Distribution of SINR in UAV-Assisted Cellular Networks},
author = {Minwei Shi and Kai Yang and Dusit Niyato and Hang Yuan and He Zhou and Zhan Xu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.12678},
year = {2023}
}
备注
30 pages, 9 figures