[发明专利]面向多用户应急通信网络的无人机位置优化方法及装置

说明书

本发明公开了一种面向多用户应急通信网络的无人机位置优化方法，该方法适用于应急通信场景下用户端与核心网之间的数据传输，利用用户、无人机和核心网构成应急通信网络，考虑以应急通信网络的总中断概率最小化为优化目标，通过迭代优化算法得出无人机部署的最佳三维空间位置。还公开了一种面向多用户应急通信网络的无人机位置优化装置，包括：获取单元、计算单元、求解单元。本发明通过对无人机的高度与水平位置联合优化，最大程度地减小总中断概率，有效保证无线应急通信网络的传输可靠性。

技术领域

本发明属于无线通信网络领域，具体涉及一种面向多用户应急通信网络的无人机位置优化方法及装置。

背景技术

目前，无线通信网络领域的大部分研究工作，主要集中在陆地移动通信系统上，但面临地震，泥石流等场景时，往往灾区会出现大面积通信中断，传统的蜂窝无线网络在一定程度上受到限制，对灾区的通讯需求产生不便，同时更会影响灾区求援活动的展开。无人机以其机动性，便捷性等优势，成为辅助灾害救援方面的强有力支撑，但是，目前无人机基站的通信由于无法确定无人机在基站空间的最优位置，存在通信传输不佳的问题。

发明内容

本发明提供了一种面向多用户应急通信网络的无人机位置优化方法及装置，解决了通信传输过程中传输不佳的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种面向多用户应急通信网络的无人机位置优化方法，包括以下步骤：

获取应急通信网络，所述应急通信网络包括无人机、用户和核心网；

计算出所述应急通信网络用户到无人机的第一瞬时信道容量，以及无人机到核心网的第二瞬时信道容量；

将所述第一瞬时信道容量和第二瞬时信道容量代入所述应急通信网络的总中断概率的表达式，求解出最小总中断概率，获得无人机的最佳三维位置。

进一步地，所述第一瞬时信道容量通过以下公式计算获得：

。

进一步地，所述第二瞬时信道容量通过以下公式计算获得：

式中：为无人机的发射功率，为无人机到核心网的小尺度信道衰落系数，为噪 声功率，表示无人机到核心网的大尺度衰落。

进一步地，所述总中断概率的表达式具体为：

式中：，为第个用户到无人机链路的莱斯因子，为无人机到核心网链路的莱斯因子，为用户到无人机链路以及无人机到核心网链路的数据传输速率，为一阶Marcum Q函数，为用户的发射功率， 为噪声功率，为从用户到无人机链路的大尺度衰落，为无人机的发射功率， 表示无人机到核心网的大尺度衰落。

进一步地，所述将第一瞬时信道容量和第二瞬时信道容量代入所述应急通信网络的总中断概率的表达式，求解出最小总中断概率，具体为：将所述第一瞬时信道容量和第二瞬时信道容量代入所述应急通信网络的总中断概率的表达式，求解出最小总中断概率，利用迭代优化算法求解出最小总中断概率。

进一步地，所述迭代优化算法包括粒子群迭代算法。

一种面向多用户应急通信网络的无人机位置优化装置，包括：

获取单元，用于获取应急通信网络，所述应急通信网络包括无人机、用户和核心网；

计算单元，用于计算出应急通信网络中用户到无人机的第一瞬时信道容量，以及无人机到核心网的第二瞬时信道容量；

求解单元，用于将所述第一瞬时信道容量和第二瞬时信道容量代入所述应急通信网络的总中断概率的表达式，求解出最小总中断概率，获得无人机的最佳三维位置。