李培铭 周睿

摘  要：文章研究了无人机在公网频谱共享下的接入与干扰管理，通过联合设计无人机轨迹与数据传输调度以最大限度降低无人机的任务信息传输时间，设计中充分考虑了无人机实际飞行约束以及地面基站的计算能力约束。然而，联合无人机轨迹和信息传输所建模的问题是非凸的，通常难以求出最优解。为此，提出了一种高效的求解算法以获得高质量的解决方案。最后，通过数值仿真得出，相较于基准方案，所提方案的无人机任务完成时间大大降低。

關键词：无人机专网通信;频谱共享;资源配置;轨迹设计;干扰管理

中图分类号：TN929.5 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2021）18-0064-04

Abstract： This paper studies the access and interference management of UAV non-public network under spectrum-sharing. We jointly design the UAV trajectory and data transmission scheduling to minimize the UAV's mission transmission time， considering the UAV's flight constraints and the computation power constraints of ground base station. However， the formulated problem is non-convex and difficult to be solved optimally. As such， we propose an efficient algorithm to obtain high-quality solutions. Finally， numerical results show that the proposed design significantly reduces the mission transmission time as compared to benchmark schemes.

Keywords： UAV non-public network communication; spectrum sharing; resource allocation; trajectory design; interference management

0  引  言

随着通信技术的不断进步和制造成本的不断降低，无人机已经发展出越来越多的应用，例如货物运输、航空拍摄、救援搜索、通讯覆盖等业务[1-3]。目前无人机大都采用未授权频段进行通信，由未授权频段通信难以保障稳定性与可靠性。因此，无人机专网通信越来越成为工业界关注的发展趋势。5G-ACIA在发布的5G专网白皮书中阐述了专网的部署方式，其中与公网共享通信频谱是作为一种具有较大可行性的部署方式[4]。在频谱共享条件下，联网无人机与地面用户在上下行通信中会面临一定的通信干扰问题。对此，如何在保障地面用户通信质量的基础上提升联网无人机的通信性能是一个较为挑战的问题。文献[5]总结了应对联网无人机空地干扰的各种消除方法，其中文献[6]提出了一种基于无人机与基站协作调度的小区间干扰协调方法，文献[7]研究了一种本地干扰消除方法，其中地面基站可以先对无人机信号进行解码并消除产生的干扰以促进地面用户信息的解码。……