面向用户最大覆盖的多空中基站布局方法

TN929.5; 以无人机为平台的空中基站(unmanned aerial vehicle base station,UAV-BS)部署灵活、通视较好,在应急通信场景中具有独特优势,但是UAV-BS位置对通信组网效能具有重要影响,如何优化UAV-BS部署位置,特别是多UAV-BS位置布局是一个关键问题.本文考虑对地面终端用户最大化的覆盖且尽可能降低基站发射功率,提出多UAV-BS定位模型.首先,基于通信区域视线(line-of-sight,LoS)和非视线(non-line-of-sight,NLoS)传输统计特性计算最大覆盖半径及相应UAV-BS定位的高度.在此基础上,将基站水平定位布局视为...

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Published in系统工程与电子技术 Vol. 45; no. 2; pp. 580 - 588
Main Authors 胡焰智, 章锋斌, 田田, 陈启航
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 陆军工程大学通信士官学校应急通信重庆市重点实验室,重庆400035 01.02.2023
Subjects
定位布局
功率优化
最大覆盖
空中基站
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Summary:TN929.5; 以无人机为平台的空中基站(unmanned aerial vehicle base station,UAV-BS)部署灵活、通视较好,在应急通信场景中具有独特优势,但是UAV-BS位置对通信组网效能具有重要影响,如何优化UAV-BS部署位置,特别是多UAV-BS位置布局是一个关键问题.本文考虑对地面终端用户最大化的覆盖且尽可能降低基站发射功率,提出多UAV-BS定位模型.首先,基于通信区域视线(line-of-sight,LoS)和非视线(non-line-of-sight,NLoS)传输统计特性计算最大覆盖半径及相应UAV-BS定位的高度.在此基础上,将基站水平定位布局视为多圆覆盖问题,构建覆盖用户数最多的非线性约束优化模型,并在保持用户覆盖最大化的前提下,进一步优化各UAV-BS发射功率.然后,基于最小覆盖圆问题和遗传算法对定位模型进行求解,计算具有低阶多项式的时间复杂度.最后,通过仿真验证了所提方法的有效性,结果表明所提方法能够实现UAV-BS组网3D布局,并能最大化用户覆盖和降低基站功率.
ISSN:1001-506X
DOI:10.12305/j.issn.1001-506X.2023.02.31