無(wú)人機(jī)基站蜂窩網(wǎng)絡(luò)下的部署方法及移動(dòng)切換技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-15 13:59
隨著無(wú)人機(jī)載荷和續(xù)航時(shí)間等能力的增強(qiáng),采用無(wú)人機(jī)搭載蜂窩基站為地面用戶提供輔助通信服務(wù)已成為目前國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)之一。伴隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)流量分布的非均勻性,及相鄰空中基站服務(wù)小區(qū)的重疊覆蓋,無(wú)人機(jī)蜂窩基站下的移動(dòng)切換控制仍面臨著諸多問(wèn)題和挑戰(zhàn)。無(wú)人機(jī)作為空中基站具有部署靈活的特點(diǎn),研究融合智能技術(shù)的移動(dòng)管控方法,對(duì)有效提高移動(dòng)切換能力和網(wǎng)絡(luò)性能具有重要意義。本文總結(jié)了無(wú)人機(jī)作為空中基站輔助蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的研究現(xiàn)狀,分析了無(wú)人機(jī)空中基站位置部署和移動(dòng)切換控制的典型方法,面向無(wú)人機(jī)蜂窩基站按需覆蓋和業(yè)務(wù)連續(xù)性需求,提出了一種面向無(wú)人機(jī)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)切換方法。首先研究無(wú)人機(jī)基站的部署,將無(wú)人機(jī)基站的三維部署最優(yōu)化問(wèn)題解耦為水平和豎直兩個(gè)維度,在水平方向,基于數(shù)據(jù)場(chǎng)理論分析用戶時(shí)空分布狀態(tài)從而確定地面覆蓋中心;在豎直方向,根據(jù)地面覆蓋半徑優(yōu)化飛行高度,實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)蜂窩基站的三維部署算法。進(jìn)一步,研究無(wú)人機(jī)基站覆蓋下的智能切換決策,依據(jù)用戶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及相鄰用戶間的避障、繞行等潛在影響關(guān)系,建立基于深度學(xué)習(xí)的用戶移動(dòng)軌跡預(yù)測(cè)模型,并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種智能移動(dòng)切換決策算法。測(cè)試結(jié)果表明,依據(jù)移動(dòng)用戶和業(yè)務(wù)流量的...
【文章來(lái)源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
論文結(jié)構(gòu)圖
?北京郵電大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文???例如航拍視頻流數(shù)據(jù)以及傳感器感知數(shù)據(jù)等。根據(jù)地面站對(duì)無(wú)人機(jī)配置的任務(wù)需??求,應(yīng)用數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)速率、時(shí)延以及可靠性的要求也不一樣。??網(wǎng)絡(luò)所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路類型會(huì)依據(jù)無(wú)人機(jī)與地面站交互處理的數(shù)據(jù)而相??應(yīng)設(shè)計(jì),上面提到控制數(shù)據(jù)要求傳輸鏈路具有較低時(shí)延和較高可靠性,而應(yīng)用數(shù)??據(jù)對(duì)傳輸鏈路的要求則根據(jù)應(yīng)用需求的不一致而變化。另外,從無(wú)人機(jī)到地面站??以及地面移動(dòng)設(shè)備之間的通信距離(在幾十米到幾百上千公里變化)方面考慮,??無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中一般包括兩種基本的通信鏈路:控制與非有效??載荷通信鏈路以及數(shù)據(jù)鏈路[41]。并且為了保證通信鏈路的可靠性,可能同時(shí)需要??無(wú)人機(jī)通過(guò)直連、中繼、公共陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(PublicLandMobileNetwork,?PLMN)??和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等方式的合作,下圖2-1所示為一種典型的無(wú)人機(jī)蜂窩通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)??架構(gòu):??
?北京郵電大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文2.3.2軌跡預(yù)測(cè)常用方法??(1)數(shù)據(jù)收集及預(yù)處理??軌跡數(shù)據(jù)可以通過(guò)GPS進(jìn)行采集,GPS是一種基于衛(wèi)星的定位技術(shù),其對(duì)未被建筑物遮蔽的地理位置上的用戶進(jìn)行定位。GPS提供的數(shù)據(jù)中不僅包三維位置信息,并且還能提供用戶的速度和時(shí)間信息。常見(jiàn)的GPS數(shù)據(jù)如圖2所示。??軌跡數(shù)據(jù)還可以通過(guò)另一種方式進(jìn)行采集。在文獻(xiàn)[M]中,斯坦福大學(xué)的研人員通過(guò)使用無(wú)人機(jī)對(duì)位于其下的區(qū)域進(jìn)行航拍,以視頻流的形式記錄一段時(shí)內(nèi)各移動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)。接著對(duì)視頻流中的每一幀中的移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行標(biāo)注,記錄相對(duì)于整幅圖像大小的平面坐標(biāo)。通過(guò)標(biāo)注記錄,將視頻形式的軌跡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化具有特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的文本數(shù)據(jù),此類軌跡數(shù)據(jù)的格式如圖2-2所示。??mm??'??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于數(shù)據(jù)場(chǎng)的類簇中心選取及其聚類[J]. 朱振國(guó),馮應(yīng)柱. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(08)
[2]一種基于高斯混合模型的軌跡預(yù)測(cè)算法[J]. 喬少杰,金琨,韓楠,唐常杰,格桑多吉,Louis Alberto GUTIERREZ. 軟件學(xué)報(bào). 2015(05)
[3]基于馬爾可夫鏈的軌跡預(yù)測(cè)[J]. 彭曲,丁治明,郭黎敏. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2010(08)
[4]不確定性人工智能[J]. 李德毅,劉常昱,杜鹢,韓旭. 軟件學(xué)報(bào). 2004(11)
本文編號(hào):2978994
【文章來(lái)源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
論文結(jié)構(gòu)圖
?北京郵電大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文???例如航拍視頻流數(shù)據(jù)以及傳感器感知數(shù)據(jù)等。根據(jù)地面站對(duì)無(wú)人機(jī)配置的任務(wù)需??求,應(yīng)用數(shù)據(jù)對(duì)網(wǎng)絡(luò)速率、時(shí)延以及可靠性的要求也不一樣。??網(wǎng)絡(luò)所需傳輸?shù)臄?shù)據(jù)鏈路類型會(huì)依據(jù)無(wú)人機(jī)與地面站交互處理的數(shù)據(jù)而相??應(yīng)設(shè)計(jì),上面提到控制數(shù)據(jù)要求傳輸鏈路具有較低時(shí)延和較高可靠性,而應(yīng)用數(shù)??據(jù)對(duì)傳輸鏈路的要求則根據(jù)應(yīng)用需求的不一致而變化。另外,從無(wú)人機(jī)到地面站??以及地面移動(dòng)設(shè)備之間的通信距離(在幾十米到幾百上千公里變化)方面考慮,??無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)的基本網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中一般包括兩種基本的通信鏈路:控制與非有效??載荷通信鏈路以及數(shù)據(jù)鏈路[41]。并且為了保證通信鏈路的可靠性,可能同時(shí)需要??無(wú)人機(jī)通過(guò)直連、中繼、公共陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(PublicLandMobileNetwork,?PLMN)??和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)等方式的合作,下圖2-1所示為一種典型的無(wú)人機(jī)蜂窩通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)??架構(gòu):??
?北京郵電大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文2.3.2軌跡預(yù)測(cè)常用方法??(1)數(shù)據(jù)收集及預(yù)處理??軌跡數(shù)據(jù)可以通過(guò)GPS進(jìn)行采集,GPS是一種基于衛(wèi)星的定位技術(shù),其對(duì)未被建筑物遮蔽的地理位置上的用戶進(jìn)行定位。GPS提供的數(shù)據(jù)中不僅包三維位置信息,并且還能提供用戶的速度和時(shí)間信息。常見(jiàn)的GPS數(shù)據(jù)如圖2所示。??軌跡數(shù)據(jù)還可以通過(guò)另一種方式進(jìn)行采集。在文獻(xiàn)[M]中,斯坦福大學(xué)的研人員通過(guò)使用無(wú)人機(jī)對(duì)位于其下的區(qū)域進(jìn)行航拍,以視頻流的形式記錄一段時(shí)內(nèi)各移動(dòng)對(duì)象的運(yùn)動(dòng)。接著對(duì)視頻流中的每一幀中的移動(dòng)對(duì)象進(jìn)行標(biāo)注,記錄相對(duì)于整幅圖像大小的平面坐標(biāo)。通過(guò)標(biāo)注記錄,將視頻形式的軌跡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化具有特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的文本數(shù)據(jù),此類軌跡數(shù)據(jù)的格式如圖2-2所示。??mm??'??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于數(shù)據(jù)場(chǎng)的類簇中心選取及其聚類[J]. 朱振國(guó),馮應(yīng)柱. 計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2018(08)
[2]一種基于高斯混合模型的軌跡預(yù)測(cè)算法[J]. 喬少杰,金琨,韓楠,唐常杰,格桑多吉,Louis Alberto GUTIERREZ. 軟件學(xué)報(bào). 2015(05)
[3]基于馬爾可夫鏈的軌跡預(yù)測(cè)[J]. 彭曲,丁治明,郭黎敏. 計(jì)算機(jī)科學(xué). 2010(08)
[4]不確定性人工智能[J]. 李德毅,劉常昱,杜鹢,韓旭. 軟件學(xué)報(bào). 2004(11)
本文編號(hào):2978994
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