[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

一種基于無人機輔助的蜂窩通信系統的通信方法，所述方法包括：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；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。上述的方案，通過合理地部署無人機基站的飛行高度，可以提高蜂窩通信系統的通信質量。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，特別是涉及一種基于無人機輔助的蜂窩通信系統的通信方法。

背景技術

將無人機技術應用在無線通信領域在近年來備受關注，相比于傳統的地面通信設備，無人機作為移動基站具有許多突出的優勢。首先，使用無人機通信系統花費的時間成本較低，它們可以實現快速部署，特別適合應對突發狀況。其次，借助低空無人機，可以在大多數情況下建立起可靠的視距通信鏈路，這使得距離較遠或發送端和接收端之間有遮擋物能夠建立起直接通信或通過中繼建立長距離的視距傳輸鏈路。此外，無人機具有較強的可操控性，可以通過實時的動態調整來更好地適應通信環境，有效地增強局部地區的通信質量。

在蜂窩通信系統中，采用無人機基站輔助現有的通信基礎設施，可以緩解通信擁擠區域的基站壓力，且付出較低的部署成本，便可較大幅度地提高覆蓋率。但是，現有的無人機基站的部署方式，存著著通信質量差的問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是如何合理地部署無人機基站，以提高蜂窩通信系統的通信質量。

為了達到上述目的，本發明提供一種基于無人機輔助的蜂窩通信系統的通信方法，所述方法包括：

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；

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。

可選地，所述基于蜂窩通信系統的已有的地面基站的信息，確定無人機基站的最佳飛行高度，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；

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。

可選地，所述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，包括：

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；

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；

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。

可選地，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。

可選地，所述第二關聯概率模型為：

其中，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。

可選地，所述無人機基站覆蓋率為：