發(fā)布時(shí)間：2021-07-15 00:35

　　無人機(jī)（UAV,Unmanned Aerial Vehicle）輔助無線通信具有響應(yīng)快速、機(jī)動(dòng)靈活、成本低、可按需部署和可建立強(qiáng)視距鏈路等優(yōu)點(diǎn),使得其特別適合于應(yīng)急通信場(chǎng)景或者持續(xù)時(shí)間有限的通信場(chǎng)景。快速部署UAV基站/中繼/接入點(diǎn)等可極大地增強(qiáng)地面基站的覆蓋性能、擴(kuò)大地面基站覆蓋范圍和改善地面用戶的連接性,對(duì)國(guó)家開發(fā)利用鄰近空間資源和建設(shè)空天地一體化通信網(wǎng)絡(luò)具有重要的戰(zhàn)略意義。本文針對(duì)UAV輔助無線覆蓋增強(qiáng)場(chǎng)景,充分挖掘固定翼和旋翼UAV的特性,深入研究了UAV大范圍移動(dòng)多播覆蓋、能量有效的固定翼UAV多天線半雙工移動(dòng)中繼、存在信道估計(jì)誤差的旋翼UAV多天線半雙工靜態(tài)中繼的最優(yōu)高度分析和固定翼UAV多天線全雙工移動(dòng)中繼波束成形和功率分配聯(lián)合優(yōu)化,通過聯(lián)合設(shè)計(jì)UAV軌跡、資源分配和多天線波束成形等實(shí)現(xiàn)了覆蓋性能的改善及優(yōu)化。首先,在UAV未知地面用戶位置信息的情況下,充分利用固定翼和旋翼UAV的特性,分別研究了矩形區(qū)域固定翼UAV和凸多邊形區(qū)域旋翼UAV移動(dòng)多播覆蓋的路徑規(guī)劃問題,通過聯(lián)合優(yōu)化UAV飛行高度、UAV天線波束寬度和飛行速度分別實(shí)現(xiàn)了任務(wù)完成時(shí)間和UAV能量消耗的最小化。針... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
文縮略語
第一章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 研究動(dòng)機(jī)
        1.1.2 UAV分類
        1.1.3 UAV特征
    1.2 UAV空地信道建模、功率消耗模型和通信性能指標(biāo)
        1.2.1 空地信道建模
        1.2.2 UAV功率消耗模型
        1.2.3 UAV通信性能指標(biāo)
    1.3 UAV輔助無線覆蓋增強(qiáng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀與存在的問題
        1.3.1 UAV大范圍移動(dòng)覆蓋增強(qiáng)
        1.3.2 UAV半雙工中繼覆蓋增強(qiáng)
        1.3.3 UAV全雙工中繼覆蓋增強(qiáng)
    1.4 主要研究工作、貢獻(xiàn)以及結(jié)構(gòu)安排
    1.5 符號(hào)說明
第二章 UAV大范圍移動(dòng)多播覆蓋性能分析
    2.1 引言
    2.2 矩形區(qū)域固定翼UAV移動(dòng)多播覆蓋
        2.2.1 系統(tǒng)模型和問題建模
        2.2.2 最小化任務(wù)完成時(shí)間
        2.2.3 最小化UAV能量消耗
        2.2.4 數(shù)值仿真
    2.3 凸多邊形區(qū)域旋翼UAV移動(dòng)多播覆蓋
        2.3.1 系統(tǒng)模型
        2.3.2 旋翼UAV多播覆蓋路徑規(guī)劃算法
        2.3.3 最小化任務(wù)完成時(shí)間
        2.3.4 最小化UAV能量消耗
        2.3.5 數(shù)值仿真
    2.4 本章小結(jié)
第三章 UAV多天線半雙工移動(dòng)中繼能量效率優(yōu)化
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)模型和問題建模
        3.2.1 系統(tǒng)模型
        3.2.2 固定翼UAV功率消耗模型
        3.2.3 問題建模
    3.3 最大化能量效率
    3.4 數(shù)值仿真
    3.5 本章小結(jié)
第四章 UAV多天線半雙工靜態(tài)中繼最優(yōu)高度分析
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型和問題建模
        4.2.1 系統(tǒng)模型
        4.2.2 問題建模
    4.3 完美CSI情況
        4.3.1 最小化中斷概率
        4.3.2 最小化發(fā)射功率
        4.3.3 最大化覆蓋范圍
    4.4 存在信道估計(jì)誤差情況
        4.4.1 最小化中斷概率
        4.4.2 最小化發(fā)射功率
        4.4.3 最大化覆蓋范圍
    4.5 數(shù)值仿真
    4.6 本章小結(jié)
第五章 UAV多天線全雙工移動(dòng)中繼波束成形和功率分配聯(lián)合優(yōu)化
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)模型和問題建模
    5.3 固定功率分配的波束成形優(yōu)化
        5.3.1 最優(yōu)波束成形
        5.3.2 次優(yōu)線性波束成形
    5.4 固定波束成形的功率分配優(yōu)化
    5.5 性能分析
        5.5.1 TZF/MRC性能分析
        5.5.2 MRT/RZF性能分析
        5.5.3 最小化遍歷平均中斷概率的最優(yōu)高度
    5.6 數(shù)值仿真
    5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
作者攻讀博士學(xué)位期間的研究成果
致謝



本文編號(hào)：3285215