無人機小型蜂窩網路系統設計與最佳化控制關鍵技術研究

《無人機小型蜂窩網路系統設計與最佳化控制關鍵技術研究》是依託北京郵電大學，由尹斯星擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：無人機小型蜂窩網路系統設計與最佳化控制關鍵技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：尹斯星
• 依託單位：北京郵電大學

項目摘要

由於無人機具有體積小、可移動性強以及部署靈活等特點，部署無人機基站組成小型蜂窩網路能夠充分利用三維空間，為連線受限地區提供臨時的通信覆蓋並有效改善地面移動用戶的服務範圍和質量，使其成為傳統地面蜂窩網路的有益補充。然而，由於無人機基站相對於傳統地面基站的獨特性，無人機小型蜂窩網路在系統設計和控制上仍然面臨著諸多挑戰。本項目針對無人機輔助通信的特點，著重圍繞無人機小型蜂窩網路所面臨的問題，從無人機路徑規劃、無線能量傳輸、系統資源分配等多個方面深入研究系統設計與最佳化控制技術，旨在實現無人機群和地面蜂窩網路在空間上的高效協同作用，以增強網路覆蓋，提升用戶的通信服務質量。本項目在研究方法上將結合無線通信、機器學習、最優控制等多個學科的理論與技術，符合未來無線通信系統的發展趨勢，其研究成果有望為突發事件和災害救援等套用場景提供有力的通信保障。

結題摘要

本項目針對無人機輔助通信的特點，著重圍繞無人機蜂窩網路所面臨的問題，從無人機路徑規劃與部署，以及無線能量傳輸的高效利用兩個方面，增強現有蜂窩網路覆蓋，提升用戶的通信服務質量。在項目進行過程中，這兩部分內容通常被聯合考慮。 項目組針對能量受限的無線蜂窩網路研究了在用戶間的功率和時間分配方面的上行鏈路資源分配以最佳化上行鏈路總速率；針對多用戶下行通信系統，提出了無人機基站折線飛行軌跡來最佳化下行總速率；針對具有一對源點和目的點的典型協作通信網路，研究了信息與能量傳輸方案與無人機移動軌跡的聯合最佳化方法；針對基於無線能量傳輸的無人機輔助下行蜂窩網路，研究了資源分配和無人機基站部署的聯合最佳化方法；針對可充電無人機輔助無線網路，研究了下行資源分配與路徑規劃的聯合最佳化方法；針對用戶方信息（如位置，發射功率及信道參數）無法獲得的情況，基於強化學習技術研究了無人機移動軌跡的智慧型設計方法。 項目組圓滿完成了項目任務。