基于多中继无人机辅助的STAR-RIS网络高效资源分配：一种数字孪生驱动的MTDRL方法

《IEEE Open Journal of Vehicular Technology》：Multi-Relay UAV-Assisted STAR-RIS Networks for Efficient Resource Allocation: A Digital Twin-Driven MTDRL Approach

　　

摘要：

无人机与同时发射和反射的可重构智能表面（STAR-RIS）的结合，为下一代无线网络提供了一种有前景的解决方案，尤其是在灾难发生或基础设施受限的情况下。无人机能够实现灵活部署，而STAR-RIS则通过同时进行信号反射和传输来提升覆盖范围和公平性。本文提出了一种基于数字孪生的多中继无人机辅助STAR-RIS（MR-UAV-STAR-RIS）框架，用于小型蜂窝网络中的智能速率管理、用户公平性控制以及负载均衡。双连接用户设备可通过MR-UAV-STAR-RIS以及毫米波链路连接到宏观蜂窝基站和小型蜂窝基站。该框架构建了一个联合优化问题，涉及宏观蜂窝基站和小型蜂窝基站的有源波束成形、STAR-RIS/RIS的无源波束成形以及无人机的三维定位。为应对高维度复杂性，本文开发了一种基于DDPG的、具备数字孪生功能的多任务深度强化学习模型。仿真结果表明，在动态条件下，与传统方案相比，所提出的方法显著提升了网络的公平性、负载均衡能力以及整体性能。