In this paper, we study unmanned aerial vehicles (UAVs) assisted wireless data aggregation (WDA) in multicluster networks, where multiple UAVs simultaneously perform different WDA tasks via over-the-air computation (AirComp) without terrestrial base stations. This work focuses on maximizing the minimum amount of WDA tasks performed among all clusters by optimizing the UAV's trajectory and transceiver design as well as cluster scheduling and association, while considering the WDA accuracy requirement. Such a joint design is critical for interference management in multi-cluster AirComp networks, via enhancing the signal quality between each UAV and its associated cluster for signal alignment and meanwhile reducing the inter-cluster interference between each UAV and its nonassociated clusters. Although it is generally challenging to optimally solve the formulated non-convex mixed-integer nonlinear programming, an efficient iterative algorithm as a compromise approach is developed by exploiting bisection and block coordinate descent methods, yielding an optimal transceiver solution in each iteration. The optimal binary variables and a suboptimal trajectory are obtained by using the dual method and successive convex approximation, respectively. Simulations show the considerable performance gains of the proposed design over benchmarks and the superiority of deploying multiple UAVs in increasing the number of performed tasks while reducing access delays.


翻译:在本文中,我们研究了多集群网络中无人驾驶飞行器(无人驾驶飞行器)协助无线数据汇总(WDA)的问题,多无人驾驶飞行器通过无地面基地站的超空计算(AirComp)同时执行不同的WDA任务,这项工作的重点是通过优化无人驾驶飞行器的轨迹和收发机设计以及集束时间安排和联系,最大限度地实现所有组群执行的WDA任务的最低数量,同时考虑WDA的准确性要求。这种联合设计对于多集群空Comp网络中的干扰管理至关重要,通过提高每个无人驾驶飞行器及其相关组群之间的信号质量,进行信号协调,同时减少每个无人驾驶飞行器及其非相关组群群群之间的不同WDA任务。尽管这项工作通常难以以最佳方式解决已拟订的无凝固混合内嵌式非线性非线性编程,但通过利用双节段和区块协调世系方法协调世系方法,在每次迭接式网络中产生最佳的转录器解决方案。通过使用双轨法和连续交汇点对每个飞行器及其非相关组群群群群集的干扰干扰来提高每个天体干扰干扰率率率,从而分别提高UVAVAVSimlas的进度,从而降低使用拟议在多重访问率上取得相当的超标数。

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