Spectrum Sharing between UAV-based Wireless Mesh Networks and Ground Networks

要約

無人航空機 (UAV) ベースの無線メッシュ ネットワークは、災害が発生した地域に無線サービスを経済的に提供できます。
ただし、空対空通信の容量は、マルチホップ伝送により制限されます。
この論文では、UAV ネットワークの容量を向上させるために、UAV ベースの無線メッシュ ネットワークと地上ネットワークの間のスペクトル共有について研究します。
UAV の分布を垂直範囲内の 3 次元 (3D) 均一ポアソン点過程 (PPP) として考慮し、確率幾何学を適用して UAV の高さ、UAV の送信電力、UAV の密度の影響を分析します。
地上ネットワークユーザーとUAVネットワークユーザーのカバー確率に関する垂直範囲などをそれぞれ示します。
UAV の最適な高さは、地上ネットワーク ユーザーのカバレージ確率の制約のもとで UAV ネットワークの容量を最大化することで数値的に達成されます。
このペーパーでは、UAV ベースのワイヤレス メッシュ ネットワークの展開に関する基本的なガイドラインを提供します。

要約(オリジナル)

The unmanned aerial vehicle (UAV)-based wireless mesh networks can economically provide wireless services for the areas with disasters. However, the capacity of air-to-air communications is limited due to the multi-hop transmissions. In this paper, the spectrum sharing between UAV-based wireless mesh networks and ground networks is studied to improve the capacity of the UAV networks. Considering the distribution of UAVs as a three-dimensional (3D) homogeneous Poisson point process (PPP) within a vertical range, the stochastic geometry is applied to analyze the impact of the height of UAVs, the transmit power of UAVs, the density of UAVs and the vertical range, etc., on the coverage probability of ground network user and UAV network user, respectively. The optimal height of UAVs is numerically achieved in maximizing the capacity of UAV networks with the constraint of the coverage probability of ground network user. This paper provides a basic guideline for the deployment of UAV-based wireless mesh networks.

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