[发明专利]动态阻挡下毫米波无人机高度和密度部署估计方法及系统

权利要求书

1.一种动态阻挡下毫米波无人机高度和密度部署估计方法，其特征在于，所述动态阻挡下毫米波无人机高度和密度部署估计方法包括：设定一毫米波无人机通信系统，并对动态阻挡者及无人机基站的高度、密度及位置进行随机化建模；分别计算由移动阻挡者和用户自身引起的动态阻挡概率和自阻挡概率，通过积分最终得出目标用户被完全阻挡的概率的闭式解，获得完全阻挡概率与阻挡者高度、速度、密度及无人机密度和位置的函数关系，快速评估满足服务质量QoS所需的无人机密度及高度；

所述动态阻挡下毫米波无人机高度和密度部署估计方法包括以下步骤：

步骤一，设定半径为R的圆形开放式区域为目标场景，目标用户位于原点位置，高度为h_R，潜在的阻挡者及携带毫米波基站的无人机都随机分布在整个区域以构成通信系统；

步骤二，设定目标场景中角度为ω的一个扇形区域为自阻挡区域，即视距传输链路被目标用户自己的身体阻挡，该区域中所有无人机无法为目标用户提供通信服务，未处于自阻挡区域的无人机都有一定概率为目标用户提供服务；

步骤三，无人机数目遵循密度为λ_T的泊松点过程，当给定无人机的数量n时，每个无人机的二维位置遵循均匀分布，即无人机i与极轴之间的角度θ在[0,2π]上均匀分布，无人机i与目标用户的距离r_i依据分布，其中Unif([0,1])表示在[0,1]上的均匀分布，即给定n时，r_i的条件概率密度函数为此外，为了模拟无人机的微小随机波动，无人机高度h_i的分布设定为服从均值为μ，标准差为σ的正态分布，即给定n时，h_i的条件概率密度函数

步骤四，阻挡者依泊松点过程分布在整个区域，且被建模为密度为λ_B，高度为h_B的圆柱体，假定其以恒定速度V向任意方向移动，当阻挡者位于目标用户和无人机i的连线上，且和目标用户之间的距离小于r_i^eff时，目标用户到无人机i的视距链路将被阻挡，其中r_i^eff为有效的阻挡区域长度，大小为

步骤五，目标用户到所有无人机的通信链路阻挡情况是互相独立的，其中无人机i到目标用户的动态阻挡过程为阻挡率和未阻挡率分别为α_i和β的交替更新过程，其中β为固定值，设置为2，此时，第i条链路的阻挡概率为当所有链路同时阻挡时，目标用户处于完全阻挡状态，完全阻挡概率为其中为无人机基站未被自阻挡的概率，x为以为系数的一个变量，为达到系统的QoS需求，P(B)必须小于阈值此时评估出所需的无人机部署密度λ_T需满足

步骤六，假定事件A表示用户在自阻挡下仍至少拥有一个无人机服务基站的事件，那么条件阻挡概率P(B)及P(B|A)的闭式解表明了毫米波无人机通信系统动态阻挡特性与障碍物移动过程及无人机位置分布之间的内在关系，经数值运算，快速得出低于某阻挡概率阈值时的无人机部署高度范围。