多无人机协作传输系统中功率优化和预编码设计研究

发布时间：2021-05-20 03:10

　　随着制造水平的不断提升,无人机凭借其控制灵活、部署便捷和成本经济的优势,在各行各业中得到了广泛应用。由于空地间具有视距传输链路,无人机赋能的通信技术有望成为未来的空天地一体化网络的解决方案。本文围绕多无人机为无蜂窝网络覆盖地区用户提供无线数据传输的问题进行展开。为了降低用户间干扰,本文提出一种多无人机协作传输方案,无人机采用预编码的方式,消除用户接收信号中来自其他用户的干扰。考虑到空中回程链路带宽的制约,为了避免大量的非业务信息在无人机间传输。本文研究无人机仅具有本地信道状态信息的协作传输方案,并研究了相应的资源分配优化设计。首先,本文提出了无人机协作传输系统结构,详细介绍了一个信道相干时间内协作传输系统的工作流程。考虑无人机信道少量散射体的特点,分析了单天线场景下无人机与地面用户的信道模型。进一步将此分析扩展到多天线信道模型,给出了任意方向天线阵列响应。接着研究了信号到达时延差对信道模型的影响。为了后面章节分析用户遍历容量的需要,根据所提出的无人机信道模型,分别研究了单天线和多天线场景下的信道统计特性。其次,研究了无人机配备单根天线的场景下用户速率和功率分配问题。提出了基于导频匹配和... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 国内外研究现状与分析
        1.2.1 无人机信道模型研究现状
        1.2.2 无人机通信技术研究现状
        1.2.3 无人机协作传输研究现状
        1.2.4 国内外研究现状分析
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 系统概述与信道模型
    2.1 多无人机协作传输系统概述
    2.2 信道模型
        2.2.1 无人机单天线信道模型
        2.2.2 无人机多天线信道模型
        2.2.3 信号传输时延差对信道模型的影响
    2.3 无人机信道统计特性分析
        2.3.1 单天线场景信道统计特性分析
        2.3.2 多天线场景信道统计特性分析
        2.3.3 仿真分析
    2.4 本章小结
第3章 单天线无人机协作传输性能分析和功率分配
    3.1 单天线多无人机协作传输模型
        3.1.1 信道估计
        3.1.2 下行协作传输模型
        3.1.3 用户可达速率分析
        3.1.4 性能仿真分析
    3.2 功率分配问题研究
        3.2.1 等功率分配
        3.2.2 最优功率分配算法
    3.3 用户选择传输方案
    3.4 仿真及分析
    3.5 本章小结
第4章 多天线无人机协作传输预编码设计
    4.1 多天线多无人机协作传输模型
        4.1.1 信道估计
        4.1.2 下行协作传输模型
        4.1.3 用户可达速率分析
    4.2 预编码方案设计
        4.2.1 信道匹配预编码
        4.2.2 迫零预编码
        4.2.3 局部迫零预编码
    4.3 功率分配问题研究
        4.3.1 最优功率分配方案
        4.3.2 分布式次优功率分配方案
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小节
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢



本文编号：3196968