[发明专利]一种基于缓存的无人机协同认知无线网络传输方法

说明书

本发明涉及一种基于缓存的无人机协同认知无线网络传输方法，包括下列步骤：将通信网划分为一个主网和一个副网，分别对应主用户和次用户；采用非正交多址方式为主用户提供服务，无人机通过叠加编码方式为所有用户提供服务；3)建立两个不同的内容库，分别对应主网和副网；设无人机的缓存容量为C，无人机使用有限容量C₀缓存主用户的主要服务请求，剩余的容量(C‑C₀)缓存次用户的请求；缓存文件数增加，主用户和次用户的受欢迎程度f下降；建立服务模型；采用无人机部署领域中最常用的粒子群(PSO)算法来计算无人机的最佳部署位置。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种基于缓存的无人机协同认知无线网络方案。

背景技术

随着物联网的快速发展，数据流量空前增长，这需要更多的频谱来满足大量数据流量的通信需求。认知无线网络是缓解频谱稀缺问题的一种新方法，但是这种方法仅适用于主用户和次用户之间为非合作网络的情况。

为了进一步提高认知无线网络的效率，协同认知无线网络被提出。在协同认知无线网络中，第二基站帮助主用户中继数据，同时获得主频谱的访问来服务主用户，实现两个系统的互惠互利。但是无线网络中回程链路的容量是有限的，这将抵消协同方法带来的好处。另一种通过减少回程开销来提高认知无线网络效率的方法是将一些通用信息存储在较近的基站上，减少回程占用率并降低多用户的传输延迟。

无人机可以看作存储通用信息的移动基站，它能够根据用户的需求改变信号覆盖范围，同时跟踪用户状态，有效地传输文件。凭借其优越的灵活性和机动性，无人机辅助无线通信已经被应用到许多现实场景当中。

发明内容

本发明提出一种基于缓存的无人机协同认知无线网络方案。采用本发明所述方案，能够解决通信量增加带来的频谱稀缺问题，并能够实现无人机的最优定位和主次网络协同工作的自适应覆盖。本发明的技术方案如下：

一种基于缓存的无人机协同认知无线网络传输方法，包括下列步骤：

1)将通信网划分为一个主网和一个副网，分别对应主用户和次用户。即有

其中，N_p表示N_p个主用户，N_s表示N_s个次用户；

2)采用非正交多址方式为主用户提供服务，无人机通过叠加编码方式为所有用户提供服务；

3)建立两个不同的内容库，分别对应主网和副网，即有

其中F_p对应主用户的缓存内容，F_s对应次用户的缓存内容，F^p表示主用户缓存文件数，F^s表示次用户缓存文件数；

4)设无人机的缓存容量为C，无人机使用有限容量C₀缓存主用户的主要服务请求，剩余的容量(C-C₀) 缓存次用户的请求；

5)缓存文件数增加，主用户和次用户的受欢迎程度f下降，表示缓存文件数为F^p的主用户的受专注程度，表示缓存文件数为F^s的次用户的受专注程度，即有：

其中受专注程度f满足如下关系：