作为空中基站的无人机覆盖与资源分配研究

发布时间：2020-06-12 03:59

【摘要】：因为无人机具有低成本、可快速部署、广覆盖等特征,可以作为空中基站,为地面用户提供通信服务。无人机作为空中基站,一方面可以提高传统蜂窝系统的服务质量,分流热点小区的业务。另一方面,可以在灾害地区满足快速通信恢复的需求。本文首先设计了无人机基站与地面网络的频谱共享方法,然后利用随机几何理论对无人机网络以及地面网络的容量、覆盖概率等通信性能进行分析。通过对地面网络和无人机网络构成的双层网络的定量分析,可以获得各种参量指标对网络性能的影响规律,从而指导后期的无人机部署。在第二部分,本文探讨了在给定用户分布和无人机服务能力的情况下的无人机部署方案。即决定无人机部署的数量和位置。区别于传统的地面基站部署,无人机基站部署还涉及到高度的控制。本文提出了低复杂度的无人机部署方案,并且对无人机高度进行了优化。在第三部分,本文研究应急场景下的无人机基站资源分配方法。当地面小区瘫痪无法提供通信服务时,可利用无人机作为移动中继服务瘫痪小区的用户。无人机借用相邻小区的资源,可以恢复瘫痪小区的部分通信功能。这里我们设计了一种时隙分配方案,在保证瘫痪小区最低通信速率需求的情况下,最大化系统的和速率。本文从理论上分析了无人机基站部署的覆盖、容量等问题,并且设计了无人机基站的覆盖和资源分配方案,对无人机基站的部署具有指导意义。
【图文】：

兮ｚ邋＾邋；逡逑图２－１逦无人机双层网络场景图逡逑图２－１描述一个低空无人机辅助地面网络的双层网络的例子。两层网络共享逡逑频谱。上层是空中的无人机网络，下层是地面的ＭＡＮＥＴ（ｍｏｂｉｌｅａｄｈｏｃｎｅｔｗｏｒｋ）逡逑网络。无人机的发射设备和地面网络的发射设备我们用两个独立的ＰＰＰ过程Ｄ逡逑和０来分别表示。每一层是一个均匀的ＰＰＰ过程，他们分别的密度是Ａ邋ａｎｄ邋Ａ。逡逑两层的发射机功率是固定的，分别用Ｐ和Ｐ来表示。用／／来表示上层无人机节点逡逑发射功率与下层地面节点发射功率之比。逡逑网络的传输模式分为两种，一种是同层之间的传输，另一种是跨层间的传输。逡逑同层传输就是发射节点和接收节点在同一层。跨层就是发射节点和接收节点不在逡逑同一层。在同层传输的模式中，地面网络的发射节点和接收节点之间的距离为４，逡逑相似地，无人机发射与接收节点之间的距离设置为＆。如果跨层传输的话，发射逡逑机与接收机之间的节点为或者＾７＾。我们假设一个典型的接收机逡逑节点在原点处，根据Ｓｉｌｖｎｙａｋ理论，，条件分布也就是Ｐａｌｍ分布等同于这个分布逡逑８

阈值（ｄＢ）逡逑图２－２邋成功传输概率和信干噪比逡逑图２－２描述了成功传输概率和信干噪比之间的关系，可以看到的是随着信干逡逑噪比阈值的升高，成功传输概率在降低。对于一个固定的阈值，同层的成功传输逡逑概率比跨层的传输概率相对来说大一些。这是Ｗ为同样的情况下，跨层传输的时逡逑ＩＩ逡逑
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V279;TN929.5

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本文编号：2708972