低空通信中基于可动天线的向上空间覆盖恢复
信息论
2026-03-16 v1 math.IT
摘要
无人机应用的快速普及对低空空域的持续可靠通信覆盖提出了严格要求。传统基于固定位置天线（FPA）的细胞系统受限于静态阵列几何和有限的机械自由度，在面对高度动态的三维（3D）传播环境时，难以实现有效的适应。可动天线（MA）技术近期作为一种通过可控天线位置和阵列方向重新配置电磁辐射特性，从而实现灵活空间覆盖适应的新兴范式，正在克服上述局限。为系统性量化MA-enabled系统的空域覆盖能力，本文在离散化的3D体素空间上构建空间覆盖最大化问题。对于每个体素，通过联合优化MA的3D位置和波束赋形矩阵来最大化接收信噪比（SNR）。为高效求解该非凸问题，本文构建了混合粒子群优化和模拟退火框架，以搜索高质量的天线配置。仿真结果表明，所提出的MA设计框架在空间覆盖方面显著优于传统FPA方案，分别实现了300米和600米以下空域的覆盖率达到26.8%和29.65%。此外，通过引入机械倾斜调整，可进一步实现更好的覆盖增强，凸显了MA技术在可靠低空通信覆盖方面的强大潜力。
引用
@article{arxiv.2603.12792,
title = {Upward Spatial Coverage Recovery via Movable Antenna in Low-Altitude Communications},
author = {Kan Yu and Kaixuan Li and Yujia Zhao and Dingyou Ma and Qixun Zhang and Zhiyong Feng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.12792},
year = {2026}
}