[發明專利]站點布置、緩存放置和資源分配方法及裝置

有效

• 申請號: 202011110983.6
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112260746B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 張天魁;王子端;劉元瑋;許文俊;楊鼎成
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W52/34;H04W72/04
• 代理公司: 北京卓特專利代理事務所(普通合伙) 11572
• 代理人: 陳變花

本發明公開了一種無人機非正交多址通信網絡的站點布置、緩存放置和資源分配方法和裝置，其包括如下的具體步驟：基于修正開銷的DDPG算法輸出用戶接入策略；基于多代理DDPG算法輸出無人機緩存放置、站點布置和NOMA功率分配策略；判斷經歷時隙是否達到訓練次數閾值；當判斷步驟為經歷時隙未達到訓練次數閾值時，對時隙變化，將訓練次數加1，繼續執行輸出用戶接入策略步驟。本發明能有效增強接入鏈路的傳輸能力，且無需向距離較遠的核心網關進行請求，可有效降低用戶獲取內容的時延，同時減少了對無人機無線回程鏈路傳輸帶來的資源占用，從而有效降低需要經過無線回程鏈路傳輸的內容的傳輸時延。

技術領域

本發明涉及無人機通信技術的技術領域，尤其涉及一種無人機非正交多址(NOMA)通信網絡的站點布置、緩存放置和資源分配方法及裝置。

背景技術

隨著支持無線通信的小型無人機的快速發展，無人機已逐步成為應用于災害恢復、熱點覆蓋、中繼通信、信息傳播和數據收集等實際場景中的有效技術之一。無人機由于成本低、部署方便和具有可直視路徑的接入鏈路等特點，可以被部署在用戶密集的蜂窩小區中，其中用戶接入速率同時受無線接入鏈路和無線回程鏈路的限制。對于無線接入鏈路，NOMA技術可以基于相同的時頻資源為多用戶提供服務，從而增強無線接入鏈路的接入能力并提高頻譜資源的利用率。但是無人機只有通過無線回程鏈路連接到基站才能為用戶提供內容傳輸服務。由于無線回程鏈路的傳輸能力有限，無人機的傳輸速率受到限制。對于無線回程鏈路，在無人機上緩存流行的內容被認為是減小無線回程鏈路負載的一種有效的方法。

在存在增強現實應用和普通多媒體應用的混合場景中，所請求的內容被發送給請求普通多媒體應用的用戶；對于請求增強現實應用的用戶，將發送計算結果包和所請求的內容。在該網絡中，對于請求普通多媒體內容的用戶和請求增強現實應用的用戶，內容傳輸時延均是決定用戶體驗的重要因素。從基站至用戶的總內傳輸時延包括基站至無人機的無線回程時延以及從無人機至用戶的無線接入時延。使用NOMA可以基于相同的時頻資源為用戶組中請求增強現實應用的用戶和請求普通多媒體應用的用戶提供服務，從而減小無線接入鏈路的傳輸時延。對于無人機NOMA通信網絡，之前的工作并沒有考慮在增強現實應用和普通多媒體應用的混合場景中，基于NOMA技術向用戶組中的不同用戶分別提供增強現實應用和普通多媒體應用。當前研究的控制場景大多是靜態的，而實際應用場景中，無人機位置可以移動，且小區內密集用戶的位置及用戶請求的數據內容具有時變性。此外，當前技術大多聚焦無線回程鏈路傳輸時延或無線接入鏈路的傳輸時延，而實際的場景中兩段鏈路的內容傳輸時延均會對用戶體驗產生影響。因此，本發明同時考慮無線回程鏈路和無線接入鏈路的總內容傳輸時延，聯合控制無人機的站點部署、用戶組接入和NOMA功率分配對于提供高效無線接入傳輸具有很大的作用。同時，面對網絡中相對大的數據量，如何緩存最為合適的內容以降低無線回程鏈路傳輸時延是需要解決的重要問題。因此需要設計有效的站點布置、緩存放置和資源分配方法，以此聯合控制站點布置、緩存放置和資源分配以降低總的內容傳輸時延。

發明內容

本申請的目的在于提供一種無人機非正交多址通信網絡的站點布置、緩存放置和資源分配方法及裝置，用于解決現有技術未在動態的場景中聯合控制站點布置、緩存放置和資源分配技術問題，進一步通過聯合控制無人機站點布置、緩存放置和資源分配以降低總的內容傳輸時延。

本申請提供的一種無人機非正交多址通信網絡的站點布置、緩存放置和資源分配方法，其包括如下的具體步驟：

基于開銷修正的DDPG算法輸出用戶接入策略；

基于多代理DDPG算法輸出無人機緩存放置、站點布置和NOMA功率分配策略；

判斷經歷時隙是否達到訓練次數閾值；

當判斷步驟為經歷時隙未達到訓練次數閾值時，對時隙變化，將訓練次數加1，繼續執行輸出用戶接入策略步驟。

如上所述的無人機非正交多址通信網絡的站點布置、緩存放置和資源分配方法，其中，優選的是，通過如下公式得到用戶接入策略：