論文の概要: UAV Virtual Antenna Array Deployment for Uplink Interference Mitigation in Data Collection Networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.06456v1
• Date: Mon, 09 Dec 2024 12:56:50 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-10 14:56:06.128814
• Title: UAV Virtual Antenna Array Deployment for Uplink Interference Mitigation in Data Collection Networks
• Title（参考訳）: データ収集ネットワークにおけるアップリンク干渉緩和のためのUAV仮想アンテナアレイ配置
• Authors: Hongjuan Li, Hui Kang, Geng Sun, Jiahui Li, Jiacheng Wang, Xue Wang, Dusit Niyato, Victor C. M. Leung,
• Abstract要約: 無人航空機(UAV)は、航空無線ネットワークと通信を確立するためのプラットフォームとして注目されている。 本稿では,複数UAVネットワークシステムにおける協調ビームフォーミング(CB)法に基づく新しいアップリンク干渉緩和手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 71.23793087286703
• License:
• Abstract: Unmanned aerial vehicles (UAVs) have gained considerable attention as a platform for establishing aerial wireless networks and communications. However, the line-of-sight dominance in air-to-ground communications often leads to significant interference with terrestrial networks, reducing communication efficiency among terrestrial terminals. This paper explores a novel uplink interference mitigation approach based on the collaborative beamforming (CB) method in multi-UAV network systems. Specifically, the UAV swarm forms a UAV-enabled virtual antenna array (VAA) to achieve the transmissions of gathered data to multiple base stations (BSs) for data backup and distributed processing. However, there is a trade-off between the effectiveness of CB-based interference mitigation and the energy conservation of UAVs. Thus, by jointly optimizing the excitation current weights and hover position of UAVs as well as the sequence of data transmission to various BSs, we formulate an uplink interference mitigation multi-objective optimization problem (MOOP) to decrease interference affection, enhance transmission efficiency, and improve energy efficiency, simultaneously. In response to the computational demands of the formulated problem, we introduce an evolutionary computation method, namely chaotic non-dominated sorting genetic algorithm II (CNSGA-II) with multiple improved operators. The proposed CNSGA-II efficiently addresses the formulated MOOP, outperforming several other comparative algorithms, as evidenced by the outcomes of the simulations. Moreover, the proposed CB-based uplink interference mitigation approach can significantly reduce the interference caused by UAVs to non-receiving BSs.
• Abstract（参考訳）: 無人航空機(UAV)は、航空無線ネットワークと通信を確立するためのプラットフォームとして注目されている。 しかし、地上間通信における視線優位は、しばしば地上ネットワークとの重大な干渉を引き起こし、地上端末間の通信効率を低下させる。 本稿では,複数UAVネットワークシステムにおける協調ビームフォーミング(CB)法に基づく新しいアップリンク干渉緩和手法を提案する。 具体的には、UAVSwarmはUAV対応仮想アンテナアレイ(VAA)を形成し、データバックアップと分散処理のために収集されたデータの複数の基地局(BS)への送信を実現する。 しかし、CBベースの干渉緩和効果とUAVのエネルギー保存との間にはトレードオフがある。 したがって、UAVの励起電流重みとホバリング位置と各種BSへのデータ送信の順序を共同で最適化することにより、アップリンク干渉緩和多目的最適化問題(MOOP)を定式化し、干渉の影響を低減し、伝送効率を向上し、同時にエネルギー効率を向上させる。 定式化問題の計算要求に応じて、複数の改良された演算子を持つカオスな非支配的ソート遺伝的アルゴリズムII(CNSGA-II)を導入する。 提案した CNSGA-II は、シミュレーションの結果から証明されるように、MOOP の定式化に効率よく対応し、他の比較アルゴリズムよりも優れている。 さらに,提案手法により,UAVによる非受信BSへの干渉を著しく低減することができる。

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