Analytical Channel Models for Millimeter Wave UAV Networks under Hovering Fluctuations
最近已经提出了无人机（UAV）和毫米波（mmWave）无线系统的集成，以为下一代无线网络提供高数据速率空中链路。然而，建立基于无人机的毫米波链路是相当具有挑战性的，由于悬停无人机的随机波动，这可能会导致发射机和接收机之间的天线增益失配。为了评估基于无人机的毫米波链路的益处，本文针对以下三种无人机通信场景导出了易于处理的闭式统计信道模型：（i）直接的无人机到无人机链路，（ii）源、中继和目的地为悬停无人机的空中中继链路，以及（iii）悬停无人机将地面源连接到地面目的地的中继链路。通过Monte-Carlo模拟证实了推导出的解析表达式的准确性。数值结果，然后使用不同的信道条件下建立可靠的无人机为基础的毫米波链路，实现最小的中断概率的天线方向性增益的影响进行研究。结果表明，这种链路的性能在很大程度上取决于悬停无人机的随机波动。此外，较高的天线方向性增益在低SNR状况下实现较好的性能。然而，在高SNR状态下，较低的天线方向性增益导致更可靠的通信链路。因此，开发的结果可以作为一个基准，找到最佳的天线方向性增益的无人机下的不同水平的不稳定性，而不诉诸耗时的模拟。
2019-05-04 eess.SP
Adaptive Modulation for Wobbling UAV Air-to-Ground Links in Millimeter-wave Bands
新兴的毫米波无人机空对地通信面临着多普勒效应问题，而多普勒效应是由于无人机不可避免的抖动而引起的。用于UAV A2 G通信的快速时变信道可能导致来自信道估计的过时的信道状态信息（CSI）。本文采用两种检测器对接收信号进行解调，得到了非理想信道状态下毫米波无人机A2 G链路的瞬时误比特率。基于设计的检测器，我们提出了一种自适应调制方案，通过优化数据传输时间，最大限度地提高平均传输速率下不完美的CSI受最大可容忍的BEP。功率控制策略与自适应调制相结合，以最小化传输功率，同时保持BEP低于阈值和最大化平均传输速率。数值结果表明，所提出的自适应调制方案结合功率控制策略可以最大化时间平均传输速率，同时节省50%的能量.
2022-04-13 eess.SP
IEEE 802.11ad-Aided 5-D Sensing with a UAV Swarm in Urban Environment
Indraprastha Institute of Information Technology Delhi（德里印度理工学院）；United States DEVCOM Army Research Laboratory（美国DEVCOM陆军研究实验室）
本文提出基于IEEE 802.11ad协议的UAV蜂群系统，实现城市环境中5维地面目标感知。
2026-02-09 eess.SP
Millimeter Wave Remove UAV Control and Communications for Public Safety Scenarios
来自无人驾驶飞行器（UAV）的通信和视频捕获为协助远程公共安全环境中的第一响应者提供了巨大的潜力。在这样的使用中，毫米波（mmWave）无线链路可以在UAV和远程命令中心之间提供高吞吐量和低延迟连接。然而，由于需要支持高速波束跟踪并克服阻塞，因此在毫米波频带中保持可靠的空中通信是具有挑战性的。本文提供了一项模拟研究，旨在评估通过28 GHz的5G链路实现公共安全无人机连接的可行性。在类似于公共安全设置中预期的机动期间捕获真实的飞行运动轨迹。然后，运动轨迹被纳入详细的毫米波网络模拟器中，该模拟器对信道、阻塞、波束成形和完整的3GPP协议栈进行建模。我们表明，当基站位于任务区附近时，5G毫米波通信可以提供高达1 Gbps的吞吐量，并具有一致的亚毫秒延迟，从而实现无人机控制和感知算法的远程卸载。
2020-05-13 eess.SP
Ray Tracing Analysis for UAV-assisted Integrated Access and Backhaul Millimeter Wave Networks
最近，在蜂窝通信中使用毫米波（mmWave）频谱吸引了越来越多的兴趣，以支持预期的业务需求的大规模增长。然而，毫米波频率下的高路径损耗带来了严峻的挑战。在本文中，我们分析了潜在的覆盖增益使用无人机（UAV），悬停中继，在综合接入和回程（IAB）毫米波蜂窝场景。具体而言，我们利用WinProp软件包，采用射线跟踪方法，在30和60 GHz频段的室外毫米波信道的传播特性研究在曼哈顿样的环境。在这样做时，我们提出了放大和转发（AF）和解码和转发（DF）中继机制在WinProp软件的实现。我们展示了如何在接入和回程链路的覆盖光线跟踪地图的基础上定义无人机的3D部署。此外，我们提出了一个自适应的无人机发射功率的AF中继。我们证明，借助射线跟踪模拟，所提出的中继模式的下行链路覆盖方面的性能增益，和接收信号干扰噪声比（SINR）。
2019-07-04 eess.SP
Energy-Efficient UAV-Sensor Data Harvesting: Dynamic Adaptive Modulation and Height Control
利用无人机可以方便地从地面传感器采集数据。然而，在未知的城市环境中，数据采集受到城市建筑物的阻挡。在本文中，考虑到在飞行过程中的城市环境，我们提出了动态自适应调制和高度控制的无人机传感器数据采集在城市地区。在每个时隙中，根据当前系统状态选择调制格式和飞行高度，以在数据量和飞行高度约束下最小化传感器的期望传输能量为目标。将动态自适应调制和高度控制问题表示为有限时域马尔可夫决策过程，并采用逆向归纳算法求解。仿真结果表明，与仅选择调制方式相比，该联合设计方案可以为地面传感器节省48.23%的传输能量。
2022-01-28 eess.SP
Online UAV Trajectory Planning Under QoS Constraints to Mobile Users in Urban Environments
London South Bank University（伦敦南岸大学）；Sigint Solutions Ltd（Sigint Solutions有限公司）；Southeast University（东南大学）
本文研究了单架无人机在城市环境中为多个移动地面用户实时规划轨迹和无线资源分配，考虑异构用户移动性和QoS约束，采用在线强化学习方法优化轨迹以平衡吞吐量和用户公平性。
2026-05-08 eess.SP
Millimeter-Wave Full-Duplex UAV Relay: Joint Positioning, Beamforming, and Power Control
本文采用全双工无人机中继来提高毫米波网络的通信容量。在源节点（SN）、目的节点（DN）和FD-UAV中继处配备大型天线阵列，以克服毫米波信道的高路径损耗，并帮助减轻FD-UAV中继处的自干扰。具体来说，我们制定了一个问题，从SN到DN，其中无人机的位置，模拟波束成形，功率控制联合优化的可实现的速率的最大化。由于该问题是高度非凸的，涉及高维，高度耦合的变量向量，我们首先获得的FD-UAV中继的条件最优位置的近似上限的最大化，在封闭的形式，在视线（LoS）环境和理想的波束形成的假设下，可实现的速率。然后，无人机被部署到最接近条件最优位置的位置，并为两个空对地链路产生LoS路径。随后，我们提出了一种交替干扰抑制（AIS）算法的波束形成向量和功率控制变量的联合设计。在每次迭代中，波束形成向量被优化以最大化目标信号的波束形成增益和连续减少干扰，其中最优功率控制变量以封闭形式获得。我们的仿真结果证实了所提出的定位，波束形成和功率控制方法相比，三个基准计划的优越性。此外，我们的研究结果表明，所提出的解决方案接近毫米波FD-UAV系统的性能上限。
2020-04-23 eess.SP
Coverage Analysis of UAVs in Millimeter Wave Networks: A Stochastic Geometry Approach
机器人和通信技术的最新发展为使用无人机（UAV）在公共安全场景或偏远地区提供无处不在的连接铺平了道路。特别是毫米波（mmWave）频谱已经获得了发展势头，因为在这种频率下可用的大量自由频谱可以产生非常高的数据率。然而，在无人机环境中，毫米波操作可能会导致严重的信号衰减和对阻塞的敏感性，特别是考虑到所涉及的非常长的传输距离。在本文中，我们提出了一个易于处理的随机分析，以表征无人机站在毫米波操作的覆盖概率。我们讨论了为毫米波（mmWave）场景设计解决方案时需要考虑的一些权衡，例如波束成形配置以及无人机高度和部署。
2020-03-03 cs.NI eess.SP
Generative Neural Network Channel Modeling for Millimeter-Wave UAV Communication
毫米波正越来越多地被考虑用于与无人机（UAV）的无线通信。这项工作的关键是统计信道模型，描述感兴趣的场景中的组成参数的分布。本文提出了一种基于数据训练的生成式神经网络的通用建模方法。建议的生成模型有一个两阶段的结构，首先预测的链路状态（视线，非视线，或中断），并随后将此状态输入到一个条件变分自动编码器（VAE），生成的路径损耗，延迟，到达和离开的角度为所有的传播路径。该方法被证明为28 GHz的空对地通道之间的无人机和蜂窝系统在代表性的城市环境中，通过射线跟踪产生的训练数据集。该演示扩展到标准基站（安装在街道水平和向下倾斜）以及专用基站（安装在屋顶和向上倾斜）。所提出的方法能够捕获数据中复杂的统计关系，并且即使在将这些模型的参数重新调整到数据之后，其性能也显著优于标准3GPP模型。
2021-08-26 eess.SP
Millimeter-Wave for Unmanned Aerial Vehicles Networks: Enabling Multi-Beam Multi-Stream Communications
随着第五代（5G）移动网络的积极标准化和部署，许多新的车载通信技术被开发以支持和丰富各种应用场景。无人机通信是构建下一代高度可重构移动网络的一种重要解决方案。本文首先从网络、系统和硬件设计的角度对未来无人机应用的挑战进行了研究和展望，然后提出了一种工作在毫米波（mmWave）频段并支持多波束多流通信的无人机空中基站（ABS）原型。在世界上第一个无人机ABS的现场试验测试方面，上下行链路的数据速率为每秒数千兆比特，在温和的恶劣天气条件下具有良好的稳定性和可靠性。
2018-10-16 eess.SP
UAV-Assisted Coverage Hole Detection Using Reinforcement Learning in Urban Cellular Networks
针对城市高层建筑导致蜂窝网络出现覆盖盲区的问题，提出一种基于强化学习的无人机自主检测方法。该方法利用局部地图和实测信号强度动态寻路避障，实验证明其性能优于传统几何方法，且在有限测量下接近理论上限。
2025-04-01 eess.SP
Hover or Perch: Comparing Capacity of Airborne and Landed Millimeter-Wave UAV Cells
如今，无人机（无人机）携带的毫米波（mmWave）接入点（AP）的按需部署被认为是增强5G+网络性能的潜在解决方案。然而，现代无人机的电池寿命限制了此类系统的飞行时间。在这封信中，我们评估了一个可行的部署替代方案，用于在用户需求波动较大的地区临时提高容量。该方法是将基于无人机的毫米波AP降落在附近的建筑物上，而不是在该区域上空盘旋。在所开发的数学框架内，我们通过考虑所使用的无人机的整个操作周期来比较机载和着陆部署的系统级性能。我们的数值结果表明，无人机部署选项的选择是由服务区和无人机充电站之间的间隔距离，无人机电池寿命和使用中的空中AP的数量的相互作用决定的。所提出的方法和结果可以支持在未来的5G+网络中基于无人机的毫米波AP的高效按需部署。
2020-07-26 cs.NI eess.SP
Jittering Effects Analysis and Beam Training Design for UAV Millimeter Wave Communications
抖动效应严重降低了无人机毫米波通信的性能。为了研究无人机抖动对毫米波通信的影响，首先基于均匀平面阵列（UPA）单元天线之间的几何关系建立了无人机毫米波信道模型。然后，我们提取了（I）无人机姿态角和位置坐标与（II）毫米波信道的到达角（AoA）和出发角（AoD）之间的关系，并且我们还从无人机姿态角的随机波动中推导出无人机侧的AoA/AoD分布，即，无人机抖动。在波束训练设计中，根据姿态角与AoA/AoD的关系，提出了利用无人机导航信息粗略估计AoA和AoD的方法。最后，在粗略的AoA/AoD估计的基础上，我们提出了一种基于压缩感知（CS）的波束训练方案，该方案具有约束的感知范围作为精细的AoA/AoD估计。特别地，我们构造了一个部分随机的感知矩阵，以缩小基于CS的波束训练的感知范围。数值结果表明，本文提出的基于导航信息的无人机波束训练方案能够在缩短训练长度的情况下获得更高的AoA/AoD估计精度，更适用于抖动环境下的无人机毫米波通信。
2021-10-01 cs.IT eess.SP math.IT
Pseudo-Random TDM-MIMO FMCW Based Millimeter-Wave Sensing and Communication Integration for UAV Swarm
针对无人机集群协同需求，提出基于伪随机TDM-MIMO FMCW的ISAC方案，通过波形设计与压缩感知实现通信感知融合，仿真验证动态场景下性能优于对比方案。
2025-10-17 eess.SP
Blockage Modeling for Inter-layer UAVs Communications in Urban Environments
研究了无人机在给定的矩形城区内飞行时，建筑物遮挡对不同高度无人机通信的影响。本文从不同高度层分析了无人机间通信链路阻塞行为的两个主要随机特性，即阻塞（或视线）概率和状态转移模型（视线传播的生灭过程）。基于随机几何方法，推导了视线概率与区域参数和建筑物参数的关系，并进行了仿真验证。此外，通过对信道状态转移过程的仿真，发现生灭过程可以用距离连续的马尔可夫过程来描述，并提取了转移率与层高度的关系。
2018-05-11 cs.IT eess.SP math.IT
Reflections in the Sky: Millimeter Wave Communication with UAV-Carried Intelligent Reflectors
提出了一种利用无人机携带的智能反射器提高毫米波网络性能的新方法。特别地，UAV-IR用于智能地将来自基站的mmW波束成形信号反射到移动室外用户，同时从mmW信号中收集能量以向IR供电。为了维持视线（LOS）信道，提出了基于Q学习和神经网络的强化学习（RL）方法来对传播环境进行建模，使得UAV-IR的位置和反射系数可以被优化以最大化下行链路传输容量。仿真结果表明，在平均数据率和可达到的下行链路视线概率方面，使用UAV-IR比静态IR具有显著的优势。结果还表明，基于RL的部署的UAV-IR进一步提高了网络性能，相对于没有学习的方案。
2019-08-19 cs.IT cs.NI eess.SP
On the Beamforming Design of Millimeter Wave UAV Networks: Power vs. Capacity Trade-Offs
毫米波（mmWave）技术使无人机（UAV）能够在第五代（5G）和更高（6G）网络中提供宽带高速无线连接。然而，实现模拟波束形成（ABF）的单个UAV的有限的覆盖区需要多个空中站成群地操作以提供无处不在的网络覆盖，从而在电池功耗和群管理方面造成严重的限制。一种可能的补救措施是研究混合波束成形（HBF）收发器的概念，其使用模拟波束成形器的组合作为解决方案，以在波束成形设计中实现更高的灵活性。这种方法允许多个地面用户同时服务于同一个无人机站，尽管涉及更高的能量消耗在射频（RF）域比其ABF对应。本文提出了一种易于处理的随机分析来表征城市场景中无人机毫米波网络的下行链路遍历容量和功耗，重点是ABF和HBF架构之间的权衡。一个多波束覆盖模型推导出作为一个功能的几个无人机特定的参数，包括无人机的数量，部署高度，天线配置，和波束成形设计。我们的研究结果，通过仿真验证，表明，虽然ABF在高海拔地区实现了更好的遍历能力，HBF配置与多个波束，尽管使用更耗电的RF块，消耗更少的功率，所有的时间与有限的容量退化。
2020-10-23 cs.NI eess.SP
Radar Operating Metrics and Network Throughput for Integrated Sensing and Communications in Millimeter-wave Urban Environments
Indraprastha Institute of Information Technology Delhi（印度信息技术德里学院）
本文研究毫米波城市环境中雷达操作指标与网络吞吐量的关系，通过随机几何框架分析雷达参数对通信吞吐量的影响，并通过模拟验证结果。
2026-02-09 eess.SP
Deep UAV Path Planning with Assured Connectivity in Dense Urban Setting
Sungkyunkwan University（成均馆大学）；Seoul Theological University（首尔神学大学）
针对无人机服务规模化中手动飞行配置和预设路径连通性难维持的问题，提出深度强化学习框架DUPAC，可兼顾距离与信号质量规划路径，在模拟城市场景中路径仅增2%却提升9%连接质量。
2024-06-21 cs.AI cs.RO eess.SP
An UAV-based Experimental Setup for Propagation Characterization in Urban Environment
University of Bologna（博洛尼亚大学）；VTT Technical Research Centre of Finland Ltd（芬兰国家技术研究中心）
在这项工作中，毫米波和超宽带收发器安装在一个定制的无人机和地面站的全三维无线传播分析的测量设置进行了描述。开发的系统代表了一种灵活的解决方案，用于表征无线信道，特别是城市传播，因为无人机可以很容易地定位在从地面到建筑物屋顶及更远的任何地方。信道的双向特性可以通过在链路端旋转定向天线来实现。在城市环境中的其他可能的应用包括地面水平传播、室外到室内的穿透、视线到非视线的过渡、来自建筑物的散射和用于UAV辅助的无线通信的空对地信道表征。
2021-05-13 cs.IT cs.RO eess.SP
UAV-Assisted MEC Architecture for Collaborative Task Offloading in Urban IoT Environment
本文提出一种无人机辅助MEC协作架构，通过联合优化任务卸载策略与无人机拓扑，有效提升了城市物联网环境中的用户满意度与服务商利润。
2025-01-31 cs.NI cs.SY eess.SP
Traffic and Obstacle-aware UAV Positioning in Urban Environments Using Reinforcement Learning
针对城市场景中无人机通信需兼顾障碍物与流量需求以保障服务质量的问题，提出基于强化学习的RLTOPA定位算法，综合用户位置、障碍物和流量需求优化无人机位置，仿真验证其在不损失公平性下大幅提升吞吐量、降低时延。
2024-08-07 cs.NI eess.SP
Flexible Beamforming in B5G for Improving Tethered UAV Coverage over Smart Environments
针对系留无人机在多类智能环境中的覆盖需求，提出一种灵活波束成形方法，将信号能量聚焦目标接收机并减少功率扩散，从而提升接收功率、覆盖范围与链路可靠性。
2023-07-14 eess.SP
UAV-aided urban target tracking system based on edge computing
目标跟踪是社会安全的重要问题。传统上，为了对目标进行跟踪，需要将大量的监控视频数据上传到云端进行处理和分析，这给接入网和核心网的通信链路带来了巨大的带宽压力。同时，广域网中的长时延很可能导致跟踪系统丢失目标。无人机（UAV）由于其灵活性常被用于目标跟踪，但由于电池限制飞行时间有限以及场地中各种障碍物的阻挡，给其目标跟踪任务带来了两大挑战，这也很可能导致目标丢失。提出了一种边缘计算环境下无人机与地面节点协同跟踪的目标跟踪模型。该模型可以有效降低传统的基于云计算的监控摄像系统的通信开销和长时延，提高无人机在失去对目标的跟踪后重新发现目标的概率。已经证明，所提出的系统在低延迟、高可靠性和最佳体验质量（QoE）方面实现了显著更好的性能。
2019-02-03 cs.DC eess.SP
A deep reinforcement learning approach to assess the low-altitude airspace capacity for urban air mobility
University of Maryland（马里兰大学）；University of Tehran（德黑兰大学）；Sharif University of Technology（谢里夫理工大学）
城市空中交通是一种新的交通方式，旨在通过利用低空空域提供快速和安全的旅行方式。如果不实施新的飞行规则，就无法实现这一目标，新的飞行规则可以确保为大量垂直起飞/降落的飞行器安全有效地分配飞行路径。这些规则还应允许为规划目的估计低空空域的有效容量。路径规划是城市空中机动中的一个重要课题，它可以使大量的无人机在空域中同时飞行而不会面临碰撞的风险。由于城市空中交通是一个新概念，当局仍在努力编辑适用于城市空中交通的新飞行规则。在这项研究中，自主无人机路径规划框架，提出了使用深度强化学习方法和深度确定性策略梯度算法。其目标是使用一个自我训练的无人机，在任何环境中，通过调整其加速度在尽可能短的时间内到达目的地。它应避免与任何动态或静态障碍物发生碰撞，并避免进入其路径上存在的优先许可区。因此，两种不同的奖励函数组合进行比较，并选择组合部署训练无人机通过编码的RL算法在Python中。最后，数值模拟研究了无人机在不同情况下的成功率，提供了有效空域容量的估计。
2023-01-23 cs.AI cs.RO eess.SP
Analysis of Intelligent Vehicular Relaying in Urban 5G+ Millimeter-Wave Cellular Deployments
针对城市5G+毫米波蜂窝场景下移动中继性能研究不足的问题，构建数学框架评估车载毫米波中继性能，分析连接策略增益并明确适用场景，为相关标准化与部署提供支撑。
2019-08-16 cs.NI eess.SP
Lightweight UAV-based Measurement System for Air-to-Ground Channels at 28 GHz
毫米波频率的无线通信已经吸引了相当多的关注，用于向无人驾驶飞行器（UAV）递送高比特率连接。然而，由于商用无人机的有效载荷和功率限制，进行评估这些频率下通信所需的信道测量一直具有挑战性。这项工作提出了一种新的轻量级（约1.3公斤）的信道测量系统，在28 GHz安装在商用无人机。配备喇叭天线的地面发射机将探测信号传送到配备轻型频谱分析仪的无人机。我们证明，测量可以高度影响的天线方向图形状的无人机的框架。一个校准程序，以纠正天线增益的角度变化。然后，在距离超过300米的飞机跑道的实际飞行中验证测量设置。
2021-03-31 eess.SP
Energy-Efficient Design for RIS-assisted UAVcommunications in beyond-5G Networks
可重构智能表面（RIS）与无人驾驶Ariel车辆（UAV）的结合使用正在研究中，作为向密集城市地区的地面用户提供节能通信的一种方式。在本文中，我们设计了一个优化方案，以减少网络中的整体能耗，同时保证一定的服务质量（QoS）的地面用户在该地区。由于优化问题的复杂性，我们提供了一个联合的无人机轨迹和RIS相位决策，以最大限度地减少无人机和基站（BS）的传输功率，从而以较低的复杂性产生良好的性能。因此，所提出的方法使用连续凸近似（SCA）迭代确定无人机轨迹，RIS相位和BS和无人机发射功率的联合最优解。因此，该方法已根据不同的标准进行了分析评估。
2021-09-24 eess.SP
Multi-User Provisioning in Millimeter-Wave Urban Cellular Networks
在本文中，我们提出了第一个全面的研究毫米波（mm波）城市蜂窝网络的多用户容量，使用特定站点的射线跟踪传播数据和现实的天线阵列模式。我们比较TDMA和SDMA（时分和空分多址，分别）不同的网络场景和天线配置的性能。我们提出了一个贪婪的启发式算法来解决网络范围内的定向链路分配问题，从而估计多用户毫米波网络的可达容量和覆盖范围。我们的研究结果表明，小区间的干扰是可以忽略不计的，所以TDMA的性能是严格限制空中分时共享。相比之下，SDMA的主要限制因素是小区内干扰，强调实际天线阵列旁瓣的影响。尽管如此，SDMA在平均UE吞吐量方面显著优于TDMA，使用8x8阵列时高达2Gbps。作为一个重要的设计见解，我们的研究结果表明，较大的基站天线阵列限制小区内干扰，同时补偿小UE阵列，降低成本和波束成形的要求，在实际的SDMA网络。我们的分析还表明，在实际的混合波束成形架构中，有限数量的天线子阵列可能会迫使SDMA丢弃具有良好覆盖的UE，突出了基站密集化和天线资源之间的权衡。
2020-02-04 cs.NI eess.SP
Urban Outdoor Measurement Study of Phased Antenna Array Impact on Millimeter-Wave Link Opportunities and Beam Misalignment
利用多天线技术实现稳健的波束控制以克服阻塞和波束失准的影响，是在毫米波（mm波）网络中提供无缝多Gbps连接的关键。在本文中，我们提出了第一个大规模的户外毫米波测量研究，使用相控天线阵列在一个典型的欧洲城镇。我们系统地收集细粒度的3D到达角（AoA）和离开角（AoD）数据，总计超过50，000个接收信号强度测量值。我们研究的影响相控天线阵列的链接的机会，可实现的数据速率和鲁棒性的数量在小规模的流动性，并比较这对参考喇叭天线测量。我们的研究结果表明，每个接收机位置的2- 4个链接的机会有限，表明毫米波多径丰富的欧洲城镇是令人惊讶的类似于密集的城市大都市。相控天线阵列的结果表明，估计的数据速率的显着损失发生波束失准的顺序的半功率波束宽度，具有显着的和不规则的变化较大的失准。相比之下，喇叭天线的损耗随着未对准而单调增加。我们的结果强烈表明，在敏捷波束控制算法的设计中必须明确考虑非理想相控天线阵列的影响。
2020-01-10 cs.NI eess.SP
On the Performance of UAV Relaying with Reconfigurable Antenna and Media Based Modulation in the Presence of Shadowed Fading
无人机（UAV）最近引起了学术界和工业界的极大兴趣。受无人机广泛使用的影响，考虑了城市中高层建筑和摩天大楼对无人机通信的影响，提出了一种基于可重构天线的无人机通信方法。更确切地说，RA提供通过镜像激活模式（MAP）接收信息，使得它可以通过仅使用一个射频（RF）链来实现具有降低的错误概率的接收分集。此外，可以通过使用具有降低的成本的RA来开发用于利用MAP的数据传输的基于媒体的调制（MBM）技术。为了量化所提出的无人机系统的性能，我们推导出一个严格的上限的整体错误概率，考虑近似信道模型的无人机的标准化研究。结果表明，RA可以使整个系统在错误性能方面对阴影和衰落效应更具弹性，并且它们是能量有效的。
2022-06-09 eess.SP
Analytical Modeling of UAV-to-Vehicle Propagation Channels in Built-Up Areas
这封信提出了一个分析的路径损耗模型的空-地（AG）之间的传播无人机（UAV）和地面车辆。我们考虑建筑面积，如ITU-R定义的建筑面积。三维（3D）路径损耗模型是基于传播条件和基本参数推导出使用几何方法。由于通用性，分析模型能够任意部署的建筑物，如郊区，城市和密集的城市。分析模型进行了数值评估，射线追踪模拟进行验证表明，该模型的高精度。该解析公式为快速、准确地预测无人机-飞行器传播信道提供了有效的工具。
2019-06-26 cs.SY eess.SP eess.SY
Experimental Characterization of Air-to-ground Propagation at mm-Wave Frequencies in Dense Urban Environment
在本研究中，测量设置利用毫米波收发器与可操纵的定向天线，安装在一个定制的无人机和地面站已被用来研究空对地（A2 G）无线电链路，更一般地说，在城市环境中的全三维毫米波传播。我们通过旋转天线来评估信道的双向特性，从而在链路两端获得功率角分布。初步结果提供了对A2 G传播的有用理解，例如天线倾斜角度的影响，或允许信号从街道峡谷传播到空中的机制。
2021-02-15 eess.SP
UAV Communications in Integrated Terrestrial and Non-terrestrial Networks
随着人们对整合地面网络（TN）和非地面网络（NTN）以连接未连接网络的兴趣日益浓厚，一个关键问题是这种新的模式是否也可以被机会主义地利用来增强城市地区的服务。我们在综合TN-NTN的背景下评估了这种可能性，TN-NTN包括与低地球轨道（LEO）卫星星座配对的地面蜂窝部署，为地面用户（GUE）和无人机（UAV）居住的城市地区提供低于6 GHz的连接。我们的研究表明，将无人机流量卸载到NTN段可以将无人机的下行链路中断从70%大幅减少到几乎为零，只要LEO卫星星座足够密集，就可以保证最小仰角，还可以提高其上行链路信号质量。将无人机卸载到NTN也有利于共存的GUE，防止GUE可能发生的约12%的上行链路中断。尽管低于6 GHz的可用带宽有限，但NTN卸载的无人机即使在巴塞罗那大小的区域内也能满足指挥和控制速率要求，每个小区有多达一个活动的无人机。更小的无人机数量产生更高的速率，可能使空中宽带应用成为可能。
2022-08-04 cs.IT cs.NI eess.SP
Channel Model in Urban Environment for Unmanned Aerial Vehicle Communications
为了开发和分析可靠的通信链路无人机（UAV），传播信道的精确模型是必需的。城市场景中的无线电信道特性与郊区场景和开阔区域中的无线电信道特性不同，这是由于来自办公建筑物的大量散射路径，特别是当无人机在低空飞行时。我们在清华大学校园里进行了一些测量活动，那里有拥挤的公寓和办公楼。根据测量结果提取了路径损耗模型的主要参数，并提出了一种简化的Saleh-Valenzuela（SV）模型。在K因子和均方根时延扩展分析中，将典型场景中央草坪与办公楼进行了对比。
2018-05-11 cs.IT eess.SP math.IT
The Deployment of IRS in UAV-Empowered 6G Networks
具有实时重新配置固有电磁反射和吸收特性的智能反射表面（IRSs）为改善恶劣环境下的无线连接提供了无与伦比的前景。无人机（UAV）辅助的无线网络被演进为对抗非视距（NLoS）场景的可靠解决方案。因此，IRS授权的无人机辅助蜂窝网络将成为改善覆盖和用户体验的重要角色。研究了IRS-UAV辅助网络中路径损耗最小化和数据传输速率最大化问题。在此背景下，工作分析了路径损耗和可实现的速率利用毫米波（毫米波）载波考虑传统的无人机模型和IRS授权的无人机通信模型。研究表明，与传统的无人机辅助通信模型相比，IRSempowered无人机通信模型能够显著降低路径损耗，提高可达数据速率。
2022-05-07 cs.IT eess.SP math.IT
Cache Enabled UAV HetNets Access xHaul Coverage Analysis and Optimal Resource Partitioning
我们研究了一个城市无线网络中，缓存使能的无人机接入点（UAV-AP）和无人机基站（UAV-BS）部署，以提供更高的吞吐量和ad-hoc覆盖地面上的用户。启用高速缓存的UAV-AP通过xHaul链路经由地面基站（TBS）或启用回程的UAV-BS将用户数据路由到核心网络。首先，我们推导出接入和xHaul链路中的关联概率。有趣的是，我们表明，为了最大限度地提高视线（LoS）无人机（UAV）的关联性，在阈值之后，密集的无人机部署可能是没有好处的。然后，我们得到的信号干扰噪声比（SINR）的覆盖概率的典型用户在接入链路和标记的无人机-AP在xHaul链路，分别。采用SINR覆盖分析来通过联合考虑成功接入和xHaul传输的概率以及成功缓存命中概率来表征成功内容递送概率。我们在数字上优化了接入和xHaul链路之间的频率资源分配，以最大限度地成功向用户提供内容。对于一个给定的存储容量在无人机，我们的研究规定了网络运营商的最佳带宽划分因素和尺寸规则有关的无人机-AP的部署。
2022-07-14 cs.IT eess.SP math.IT
