空地协同通信感知一体化系统的轨迹与资源分配联合优化

来源：电子与信息学报杂志2024年第6期北京时间：

作者：张广驰, 顾泽霖, 崔苗

单位：广东工业大学信息工程学院 广州 510006

摘要：该文研究空地协同通信感知一体化系统，其中无人车(UGV)基站和无人机(UAV)中继集群组成空地协同网络，为用户提供通信服务，同时对目标区域进行探测感知。在更加准确的莱斯衰落信道模型下，研究联合优化无人机集群的通信感知关联、发射功率和飞行轨迹以及无人车基站的发射功率和行进轨迹，在目标区域感知频率和有效感知功率阈值的约束下，最大化用户最小平均通信速率。为了解决变量高度耦合且非凸的整数优化问题，首先利用块坐标下降法将原问题分解成4个子问题；接着引入松弛变量并将整数约束转化为惩罚项，然后证明莱斯信道下的有效感知功率是关于轨迹变量和松弛变量凸复合函数的联合凸函数；再利用连续凸优化法处理非凸项，并提出一种双层迭代算法高效求解次优解。仿真结果表明，与几种基准方案相比，所提优化算法在相同感知性能下，提高了用户最小平均通信速率，更好地实现了通信与感知性能之间的权衡，并具有良好的收敛性。

关键词：通信感知一体化, 空地协同, 资源分配, 轨迹优化

基金资助：广东省海洋经济发展项目(粤自然资合[2023]24号)，广东省科技计划(2023A0505050127, 2022A0505050023, 2022A0505020008)，广东省基础与应用基础研究基金(2023A1515011980)