This paper studies an integrated sensing and communications (ISAC) system for low-altitude economy (LAE), where a ground base station (GBS) provides communication and navigation services for authorized unmanned aerial vehicles (UAVs), while sensing the low-altitude airspace to monitor the unauthorized mobile target. The expected communication sum-rate over a given flight period is maximized by jointly optimizing the beamforming at the GBS and UAVs' trajectories, subject to the constraints on the average signal-to-noise ratio requirement for sensing, the flight mission and collision avoidance of UAVs, as well as the maximum transmit power at the GBS. Typically, this is a sequential decision-making problem with the given flight mission. Thus, we transform it to a specific Markov decision process (MDP) model called episode task. Based on this modeling, we propose a novel LAE-oriented ISAC scheme, referred to as Deep LAE-ISAC (DeepLSC), by leveraging the deep reinforcement learning (DRL) technique. In DeepLSC, a reward function and a new action selection policy termed constrained noise-exploration policy are judiciously designed to fulfill various constraints. To enable efficient learning in episode tasks, we develop a hierarchical experience replay mechanism, where the gist is to employ all experiences generated within each episode to jointly train the neural network. Besides, to enhance the convergence speed of DeepLSC, a symmetric experience augmentation mechanism, which simultaneously permutes the indexes of all variables to enrich available experience sets, is proposed. Simulation results demonstrate that compared with benchmarks, DeepLSC yields a higher sum-rate while meeting the preset constraints, achieves faster convergence, and is more robust against different settings.


翻译:暂无翻译

1
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员