本發明涉及一種用于全雙工通感一體無人機的最大用戶覆蓋方法,屬于通信。
背景技術:
1、無人機基站兼具機動性和部署能力,在軍事、農業、感知定位、救援通信等領域具有廣泛的應用。在無人機輔助小區多用戶通信的場景中,需要對無人機布局方法進行設計優化,為中心用戶提供服務的同時,盡可能地增大無人機的覆蓋概率,以滿足邊緣用戶的通信需求。
2、現有的小區內無人機的位置優化方法,大多通過考慮用戶位置、覆蓋率、容量、干擾等因素,發射傳統通信信號與用戶端進行通信,為每個用戶提供最低所需數據速率的約束,達成不同用戶的通信質量需求。但是,其中大多數方法都是假設用戶位置為已知的,但在現實場景中,相對于無人機基站而言,用戶位置坐標通常是未知的,從而導致這些方法無法只能停留于理論,無法得到實際應用。
3、無人機基站結合通感一體化技術,可以對用戶的位置等信息進行實時感知,同時利用這些信息對無人機的位置進行調整,進而滿足更高的通信質量需求。
技術實現思路
1、本發明的目的是針對現有技術存在的問題,為了解決無人機通感融合背景下的用戶覆蓋算法研究不足,創造性地提出一種用于全雙工通感一體無人機的最大用戶覆蓋方法。本方法對無人機載的全雙工的通感一體算法進行了優化設計,最大化用戶的覆蓋數量與吞吐量。無人機發射通感一體信號與地面用戶進行感知與通信,由于通感一體信號可以獲取用戶的位置信息,從而將最大用戶覆蓋問題轉換成混合整數非線性問題,通過調節通感一體信號的幀時隙,獲得最大的用戶覆蓋和吞吐量。
2、本發明是通過下述技術方案實現的。
3、一種用于全雙工通感一體無人機的最大用戶覆蓋方法,主要技術手段包括:發射端發射通感融合信號。將信號劃分為等間隔的時隙,每個時隙包括感知幀和通信幀,以滿足最大不模糊探測距離需求并提取目標回波。發射信號經過空對地通信場景的信道衰落模型,經用戶端反射后,重新被無人機基站接收。無人機接收到信號后,經過雷達信號處理,得到用戶的位置信息以及不同用戶接收端信噪比。通過算法求解小區內用戶的最大覆蓋率對應的無人機最佳放置點,并求出無人機的通信速率,最終獲得最大的用戶覆蓋和吞吐量。
4、有益效果
5、本發明,對比現有技術,具有以下優點:
6、1.本發明通過設計通信感知一體幀時隙結構,在保證信號達到目標探測距離的同時,使得接收機可以對回波進行接收與識別。所設計系統幀時隙結構有效提升了算法的普適性,提升通感融合質量。
7、2.本發明將無人機的布局問題簡化為最大圓覆蓋的幾何問題,進一步降低運算的復雜度,提升系統效率。
8、3.本發明通過結合感知輔助無人機位置優化,與同等發射功率的純通信信號方案相比,使得無人機基站在滿足核心用戶通信需求的同時,得到更大的用戶覆蓋范圍和更高的吞吐量。
1.一種用于全雙工通感一體無人機的最大用戶覆蓋方法,其特征在于,將通感融合信號劃分為等間隔的時隙,每個時隙包括感知幀和通信幀,以滿足最大不模糊探測距離需求并提取目標回波;發射信號經過空對地通信場景的信道衰落模型,經用戶端反射后,重新被無人機基站接收;無人機接收到信號后,經過雷達信號處理,得到用戶的位置信息以及不同用戶接收端信噪比;通過算法求解小區內用戶的最大覆蓋率對應的無人機最佳放置點,并求出無人機的通信速率,最終獲得最大的用戶覆蓋和吞吐量;
2.如權利要求1所述的一種用于全雙工通感一體無人機的最大用戶覆蓋方法,其特征在于,步驟2中,nlos和los鏈路,其概率由用戶和無人機之間的仰角決定,表示為:
3.如權利要求1所述的一種用于全雙工通感一體無人機的最大用戶覆蓋方法,其特征在于,步驟3中,設pu表示無人機的發射信號功率,用戶i的接收功率wi,q表示為:
4.如權利要求1所述的一種用于全雙工通感一體無人機的最大用戶覆蓋方法,其特征在于,步驟5中,對無人機的位置進行限定后,從無人機的視角對用戶進行分析;