[發明專利]基于無人機輔助的蜂窩通信系統的通信方法

有效

• 申請號: 201911058134.8
• 申請日: 2019-11-01
• 公開（公告）號: CN110958616B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 蔡艷;張藝于;張軍;朱洪波
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04W16/22;H04W16/26;H04B7/185
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 姚姣陽

1.一種基于無人機輔助的蜂窩通信系統的通信方法，其特征在于，包括：

基于蜂窩通信系統的已有的地面基站的部署情況的信息，確定無人機基站的最佳飛行高度，具體包括：構建系統總覆蓋率和無人機基站的飛行高度之間的關系模型，具體地，根據已有地面基站的信息，分別構建用戶設備選擇無人機基站提供通信服務的第一關聯概率模型和選擇地面基站提供通信服務的第二關聯概率模型；所述第一關聯概率模型與第二關聯概率模型分別與所述無人機基站的飛行高度相關；其中，所述第一關聯概率模型和第二關聯概率模型分別為：其中，A_u表示用戶設備選擇無人機基站提供通信服務的第一關聯概率，λ_b表示地面基站的部署密度，λ_u表示無人機基站的部署密度，h表示無人機基站的飛行高度，R表示所述地面基站和無人機基站的服務區域的半徑，A_b表示用戶設備選擇地面基站提供通信服務的第二關聯概率；

分別計算無人機基站為用戶設備提供服務時用戶設備接收到的信號功率與干擾信號功率的比值大于預設的門限值的無人機基站覆蓋率和地面基站為用戶設備提供服務時用戶設備接收到的信號功率與干擾信號功率的比值大于預設的門限值的地面基站覆蓋率；其中，所述無人機基站覆蓋率為：

且：

其中，P_cov,u表示無人機基站覆蓋率，分別表示無人機基站、地面基站對用戶設備產生干擾的拉普拉斯變換，N為噪聲功率，β表示信干比門限值，P_u表示無人機發射功率，X_u表示無人機基站到用戶設備的直線距離，表示無人機發射的信號在自由空間中傳播經歷直達路徑LoS/非直達路徑NLoS鏈路的概率，L_u,s無人機發射的信號在自由空間中傳播經歷直達路徑LoS/非直達路徑NLoS鏈路的路徑損耗，c,d分別表示預設的環境常量，L_u,LoS、L_u,NLoS分別表示在LoS鏈路和NLoS鏈路的路徑損耗，η_LoS和η_NLoS分別表示在LoS鏈路和NLoS鏈路附加的路徑損耗系數，α_LoS和α_NLoS分別表示在LoS鏈路和NLoS鏈路的路徑損耗因子，無人機基站在地面的投影點到用戶設備的距離為r，無人機基站與用戶設備之間的仰角θ；

所述地面基站覆蓋率為：

且：

其中，P_cov,b表示地面基站覆蓋率，分別表示無人機基站、地面基站對用戶產生干擾的拉普拉斯變換，β表示信干比門限值，P_b表示地面基站發射功率，L_b表示地面基站路徑損耗；

基于計算得到的所述第一關聯概率模型、第二關聯概率模型、無人機基站覆蓋率和地面基站覆蓋率，構建系統總覆蓋率和無人機基站的飛行高度之間的關系模型；所述系統總覆蓋率為：其中，P_cov表示系統總覆蓋率；

基于系統總覆蓋率最大的原則和所述地面基站的部署密度，求解系統總覆蓋率和無人機飛行高度之間的關系模型的最優解，得到所述無人機基站的最佳飛行高度；

按照預設的部署密度部署無人機基站以所述最佳飛行高度飛行，為用戶設備提供通信服務。