D2D增强蜂窝网络中无人机群可靠通信的研究
信息论
2020-02-13 v1 信号处理
math.IT
摘要
在现有蜂窝网络中，以高可靠性和低时延与无人机群通信并对其进行控制仍是一个具有挑战性的问题。由于无人机群工作高度较高且存在强地空信道，其通常暴露于多个地面基站(GBS)，而正在服务地面用户（被占用的GBS）的GBS会对无人机群产生强干扰。为解决此问题，我们利用蜂窝加设备到设备(D2D)通信，为无人机群提出了一种新颖的两阶段传输协议。在第一阶段，选取一个群首进行地空信道估计，所有未服务地面用户（可用的GBS）的GBS使用相同的蜂窝频段同时向无人机群发送公共控制消息，以对抗来自被占用GBS的强干扰。在第二阶段，所有在第一阶段已解码公共控制消息的无人机利用受干扰较小的D2D频段以及无人机间的邻近性，通过D2D通信进一步将该消息中继给群内其他无人机。本文旨在刻画上述两阶段协议的可靠性性能，即群中能够解码公共控制消息的无人机的期望百分比，由于复杂的系统设置以及两阶段之间错综复杂的耦合，这是一个非平凡的问题。尽管如此，在合理假设下并借助Pearson分布，我们成功获得了所关注可靠性性能的近似表达式。数值结果验证了我们分析结果的准确性，并表明我们的协议相对于其他基准协议的有效性。我们还研究了关键系统参数对可靠性性能的影响，以揭示对实际系统设计有用的见解。
引用
@article{arxiv.2002.04897,
title = {Towards Reliable UAV Swarm Communication in D2D-Enhanced Cellular Network},
author = {Yitao Han and Liang Liu and Lingjie Duan and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.04897},
year = {2020}
}