基于数字孪生的未知环境下低空无线网络无人机轨迹设计：TD3 方法
信号处理
2025-10-29 v1 人工智能
摘要
无人机（UAV）正成为低空无线网络（LAWN）的关键使能者，尤其是在陆基网络不可用时。在此类场景中，环境拓扑结构通常未知，因此设计高效且安全的无人机轨迹至关重要又具挑战性。为此，我们提出一种数字孪生（DT）辅助的训练和部署框架。在该框架中，无人机传输集成感知与通信信号，为地面用户提供通信服务，同时收集回声信号上传至DT服务器，以逐步构建虚拟环境（VE）。这些VE加速模型训练，并在部署期间持续更新实时无人机感知数据，支持决策并提升飞行安全性。基于此框架，我们进一步开发了轨迹设计方案，将模拟退火用于高效用户调度，集成双延迟深度确定性策略梯度算法用于连续轨迹设计，旨在最小化任务完成时间同时确保障碍物规避。仿真结果表明，所提方法相较于基线方法实现了更快收敛、更高飞行安全性和更短的任务完成时间，为LAWN在未知环境下的部署提供了稳健且高效的解决方案。
引用
@article{arxiv.2510.24255,
title = {Trajectory Design for UAV-Based Low-Altitude Wireless Networks in Unknown Environments: A Digital Twin-Assisted TD3 Approach},
author = {Jihao Luo and Zesong Fei and Xinyi Wang and Le Zhao and Yuanhao Cui and Guangxu Zhu and Dusit Niyato},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.24255},
year = {2025}
}
备注
13 pages, 11 figures