无人机辅助无线通信位置和波束联合优化方法

来源：电子测量技术杂志2023年第20期北京时间：

作者：韩东升，念欣然，李然

单位：1.华北电力大学电子与通信工程系 保定 071003; 2.华北电力大学河北省电力物联网技术重点实验室 保定 071003

摘要：无人机辅助无线通信具有部署灵活，覆盖范围大等优势，但仍存在路径损耗大，吞吐量和传输能力低的缺点。将波束赋形技术引入无人机辅助无线通信中，可以有效补偿通信路径损耗，缓解小区内或小区间干扰。因此，本文面向无人机辅助无线通信系统，在地面基站和无人机上配备均匀平面阵列来实现波束赋形，以最大化系统容量。针对优化变量高维且高度耦合的非凸问题，提出了一种高效迭代算法来联合优化中继无人机位置和波束赋形向量，首先通过块坐标下降法将原问题转化为中继无人机位置优化和波束赋形向量优化两个子问题，然后利用连续凸逼近算法将两个子问题转化为凸优化问题进行求解。实验结果表明，所提的优化理论和算法具有较好的收敛性能，并且能够切实提高系统容量。

关键词：无人机;移动中继;位置;波束赋形;系统容量

基金资助：国家自然科学基金资助项目（61771195）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（2020MS098）；河北省省级科技计划（SZX2020034）项目资助