通过动态多无人机协作实现节能的空中通信
信息论
2020-01-31 v1 信号处理
math.IT
摘要
附着于无人机(UAV)的空中基站(BS)构成了下一代蜂窝通信的新范式。然而,受无人机尺寸、重量与功率(SWAP)限制,空中BS的飞行范围与通信容量通常有限。为应对该挑战,本文考虑多个空中BS间的动态协作传输以实现节能的空中通信。据此,中央控制器智能选择空中导航的空中BS进行协作。从而,协作空中BS所形成的移动天线大虚拟阵列可被用于低功率信息传输与导航,同时考虑信道条件、能量可用性与用户需求。兼顾前传链路与数据传输链路,我们联合优化空中BS的航迹、协作决策与发射波束赋形器,以最小化所有BS所需功耗的加权和。由于难以获得所建模问题的全局最优解,我们提出一种低复杂度迭代算法,可高效求得该问题的Karush-Kuhn-Tucker (KKT)解。仿真结果表明,相较于若干基线方案,动态多无人机协作可显著降低无人机通信与导航功率以克服SWAP限制,且仅需前传链路上发射功率的微小增加。
引用
@article{arxiv.2001.11255,
title = {Towards Power-Efficient Aerial Communications via Dynamic Multi-UAV Cooperation},
author = {Lin Xiang and Lei Lei and Symeon Chatzinotas and Björn Ottersten and Robert Schober},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.11255},
year = {2020}
}
备注
7 pages, 3 figures, accepted for presentation at the IEEE WCNC 2020