保持穩(wěn)定的信號覆蓋是實現(xiàn)可靠無線通信的必要前提。然而,障礙物阻隔、傳輸距離增加等因素將會嚴重影響無線信號的覆蓋范圍。協(xié)作通信是解決上述問題的有效手段。鑒于當前相關(guān)研究大多基于固定的中繼協(xié)作(即:中繼節(jié)點不能移動),其受限的信號覆蓋能力遠遠不能滿足未來移動通信場景靈活信號的覆蓋需求,本論文將利用無人機作為中繼來實現(xiàn)對中繼信號覆蓋的顯著增強。目前,業(yè)界對無人機輔助的協(xié)作通信技術(shù)進行了廣泛探索,并在信道建模、資源管理等方面取得了多項進展。盡管如此,相關(guān)研究仍有許多瓶頸問題亟待解決,包括系統(tǒng)容量優(yōu)化與表征、通信中斷概率的下降以及能量消耗降低等。為實現(xiàn)高效、穩(wěn)定和低功耗的無人機輔助協(xié)作通信,本論文從無人機的飛行軌跡規(guī)劃、雙工(半雙工/全雙工)模式選擇和多跳無人機中繼協(xié)作傳輸策略三個方面進行研究,所取得的成果如下:(1)在接收端位置未知的場景下,研究單無人機中繼的飛行軌跡規(guī)劃問題。首先,根據(jù)某些已有的接收端的位置信息與道路分布等情況,通過模擬無人機飛行的運動學規(guī)律,對未知接收端的位置進行預測。在此基礎(chǔ)上,基于空—地信道提出一種新的無人機中繼飛行軌跡規(guī)劃方法。接下來,基于功率效率最優(yōu)化原則,采用發(fā)射...

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
縮寫清單和符號清單
1 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題的研究背景及意義
        1.2.1 研究背景
        1.2.2 課題意義
    1.3 無人機輔助的協(xié)作通信研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)
        1.3.1 研究現(xiàn)狀
        1.3.2 無人機輔助協(xié)作通信面臨的挑戰(zhàn)
    1.4 論文的研究內(nèi)容
    1.5 論文的創(chuàng)新點
    1.6 論文的組織結(jié)構(gòu)
2. 無人機輔助的協(xié)作通信研究模型概述
    2.1 無人機輔助的協(xié)作通信架構(gòu)
    2.2 無人機輔助的協(xié)作通信運行模式
        2.2.1 無人機中繼的雙工模式
        2.2.2 中繼轉(zhuǎn)發(fā)策略
        2.2.3 功率自適應控制
    2.3 無人機中繼系統(tǒng)通信性能評估
        2.3.1 無人機中繼通信信道
        2.3.2 無人機中繼信道容量
        2.3.3 無人機中繼信道中斷概率
    2.4 本章小結(jié)
3. 單無人機中繼系統(tǒng)中的無人機飛行軌跡規(guī)劃
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)模型
        3.2.1 通信場景
        3.2.2 信噪比和信道容量
    3.3 基于接收端位置信息預測的無人機中繼軌跡規(guī)劃
        3.3.1 接收端的位置信息預測
        3.3.2 無人機飛行軌跡規(guī)劃方法
        3.3.3 基于飛行軌跡規(guī)劃的功率優(yōu)化方法
    3.4 單無人機中繼系統(tǒng)性能分析
        3.4.1 單無人機中繼系統(tǒng)中的關(guān)鍵參數(shù)
        3.4.2 單無人機中繼系統(tǒng)性能評價指標
        3.4.3 單無人機中繼系統(tǒng)性能分析
    3.5 本章小結(jié)
4. 單無人機中繼系統(tǒng)中的雙工模式選擇
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型
        4.2.1 基于雙工模式選擇的單無人機中繼協(xié)作通信場景
        4.2.2 基于雙工模式選擇的單無人機中繼系統(tǒng)信噪比、信干噪比和信道容量
        4.2.3 基于雙工模式選擇的無人機傳輸功率自適應方法
    4.3 雙工模式選擇策略
        4.3.1 未考慮功率自適應控制的雙工模式選擇策略
        4.3.2 基于功率自適應控制的雙工模式選擇策略
    4.4 基于雙工模式選擇的單無人機中繼協(xié)作通信系統(tǒng)性能分析
        4.4.1 基于放大轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議的性能分析
        4.4.2 基于解碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議的性能分析
    4.5 本章小結(jié)
5. 多跳無人機中繼系統(tǒng)中的混合半雙工/全雙工傳輸
    5.1 引言
    5.2 系統(tǒng)模型
        5.2.1 多跳無人機中繼通信場景
        5.2.2 多跳無人機中繼協(xié)作通信系統(tǒng)中的信噪比和信干噪比
        5.2.3 多跳無人機中繼協(xié)作通信系統(tǒng)中的中斷概率
    5.3 基于中斷概率最小化的功率自適應控制
        5.3.1 中斷概率最小化代價函數(shù)
        5.3.2 基于中斷概率最小化的功率自適應控制算法
    5.4 多跳無人機中繼系統(tǒng)性能分析
        5.4.1 中繼個數(shù)與中斷概率的關(guān)系
        5.4.2 通信節(jié)點的距離與最低中斷概率的關(guān)系
    5.5 本章小結(jié)
6 總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻
作者簡歷及在學研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3794240