一种基于无人机进行中继辅助传输的方法及系统技术方案

本发明专利技术实施例提供一种基于无人机进行中继辅助传输的方法及系统。该方法包括：在参考坐标系中建立信号源端的运动轨迹函数，得到距离集合；基站对接收信号进行最大比合并，得到系统接收信号表达式；对系统总体信噪比进行预设相移键控调制，得到系统接收总体误符号率；构建系统优化函数，通过预设算法对系统优化函数求解最优解；按照预设最小时间间隔对信号源端功率和无人机中继转发功率进行功率分配设置，完成信号传输。本发明专利技术实施例针对系统总功率受限、源端发射功率低且高速运动的情况，基于无人机中继策略进行中继传输，并采用系统误符号率最小化的优化为目标进行对应的功率分配，高效完成运动场景下多点和多跳传输。

A method and system of relay auxiliary transmission based on UAV

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机进行中继辅助传输的方法及系统
本专利技术涉及无线通信
，尤其涉及一种基于无人机进行中继辅助传输的方法及系统。
技术介绍
在无线通信领域，普遍采用中继辅助传输进行信号传输，中继有利于提高源端和目标之间传输的可靠性、提升系统数据吞吐量，并通过提供附加链路来扩展网络覆盖范围，在中继端，放大转发策略(AmplifyForward，简称AF)相较于解码转发策略(DecodeForward，简称DF)复杂度更低，应用也更广泛。随着第五代移动通信系统(theFifthGeneration，简称5G)标准化进程的推动，传输网络更加密集、传输信道条件更加多变，相较于传统固定单中继系统，结合多天线技术的多中继协作传输方案更具灵活性，能应对5G时代更加复杂的业务传输。随着无人机(UnmannedAerialVehicle，简称UAV)在无线通信的运用日益广泛，得益于其小巧、灵活的特点及多功能性，主要应用于两方面：作为新型的空中用户(例如，货物投递、视频监控等)；作为新型的空中通信平台(例如，空中基站、中继等)来辅助通信。相比于传统通信架构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无人机进行中继辅助传输的方法，其特征在于，包括：/n基于场景特征参数建立参考坐标系，基于所述参考坐标系建立信号源端的运动轨迹函数，并获取至少一台无人机的位置部署函数，基于所述运动轨迹函数和所述位置部署函数得到信号源端到基站距离和信号源端到无人机距离集合；其中，所述位置部署函数根据系统SER值是否到达预设场景标准进行调整、修改或重新设定；/n设定所述信号源端采用双天线发送策略、单台无人机采用双天线发送和单天线接收策略、以及基站采用若干天线接收策略，所述基站对来自所述信号源端的信号和来自所述至少一台无人机的信号进行最大比合并，得到系统接收信号表达式；/n基于所述系统接收信号表达式，得到...

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机进行中继辅助传输的方法，其特征在于，包括：
基于场景特征参数建立参考坐标系，基于所述参考坐标系建立信号源端的运动轨迹函数，并获取至少一台无人机的位置部署函数，基于所述运动轨迹函数和所述位置部署函数得到信号源端到基站距离和信号源端到无人机距离集合；其中，所述位置部署函数根据系统SER值是否到达预设场景标准进行调整、修改或重新设定；
设定所述信号源端采用双天线发送策略、单台无人机采用双天线发送和单天线接收策略、以及基站采用若干天线接收策略，所述基站对来自所述信号源端的信号和来自所述至少一台无人机的信号进行最大比合并，得到系统接收信号表达式；
基于所述系统接收信号表达式，得到直连链路信噪比、中继链路信噪比和系统总体信噪比，基于所述运动轨迹函数得到信号源端到基站距离、信号源端到无人机距离和无人机到基站距离，对所述系统总体信噪比进行预设相移键控调制，得到系统接收总体误符号率；
对系统总体功率、信号源端功率和无人机功率进行限定，以优化所述系统接收总体误符号率为目标构建系统优化函数，通过预设算法对所述系统优化函数求解最优解，在系统总体功率受限时基于所述最优解得到信号源端功率和无人机中继转发功率；
在总体运动时间范围内按照预设最小时间间隔在若干时刻上，对所述信号源端功率和所述无人机中继转发功率进行功率分配设置，完成信号传输。


2.根据权利要求1所述的基于无人机进行中继辅助传输的方法，其特征在于，所述设定所述信号源端采用双天线发送策略、单台无人机采用双天线发送和单天线接收策略、以及基站采用若干天线接收策略，所述基站对来自所述信号源端的信号和来自所述至少一台无人机的信号进行最大比合并，得到系统接收信号表达式，具体包括：
在第一时隙内，所述信号源端向所述基站发送直连信号，所述信号源端向所述至少一台无人机发送第一信号集合；
在第二时隙内，所述至少一台无人机将所述第一信号集合通过放大得到第二信号集合，并转发所述第二信号集合；
所述基站对所述直连信号和所述第二信号集合进行最大比合并，得到所述系统接收信号表达式。


3.根据权利要求2所述的基于无人机进行中继辅助传输的方法，其特征在于，所述在第一时隙内，所述信号源端向所述基站发送直连信号，所述信号源端向所述至少一台无人机发送第一信号集合，具体包括：
在第一子时隙内，所述信号源端通过第一源端发送天线向所述基站发送第一子信号，并通过第二源端发送天线向所述基站发送第二子信号，基于信号源端两根发射天线到基站端接收天线的第一信道参数，将所述第一子信号和所述第二子信号进行合并，得到所述基站接收到的第一子时隙源端信号；
在第二子时隙内，将所述第一子信号和所述第二子信号取共轭，得到第一共轭子信号和第二共轭子信号，并通过所述第一源端发送天线向所述基站发送所述第二共轭子信号，以及通过所述第二源端发送天线向所述基站发送所述第一共轭子信号，基于所述第一信道参数，将所述第一共轭子信号和所述第二共轭子信号进行合并，得到所述基站接收到的第二子时隙源端信号；
将所述第一子时隙源端信号和所述第二子时隙源端信号进行线性合并后得到所述直连信号；
在所述第一子时隙内，所述信号源端通过所述第一源端发送天线向所述至少一台无人机发送第一子信号，并通过所述第二源端发送天线向所述至少一台无人机发送第二子信号，基于信号源端两根发射天线到无人机端接收天线的第二信道参数，将所述第一子信号和所述第二子信号进行合并，得到所述至少一台无人机接收到的第三子时隙源端信号；
在所述第二子时隙内，通过所述第一源端发送天线向所述至少一台无人机发送所述第二共轭子信号，以及通过所述第二源端发送天线向所述至少一台无人机发送所述第一共轭子信号，基于所述第二信道参数，将所述第一共轭子信号和所述第二共轭子信号进行合并，得到所述至少一台无人机接收到的第四子时隙源端信号；
将所述第三子时隙源端信号和所述第四子时隙源端信号进行线性合并后得到所述第一信号集合。


4.根据权利要求2所述的基于无人机进行中继辅助传输的方法，其特征在于，所述在第二时隙内，所述至少一台无人机将所述第一信号集合通过放大得到第二信号集合，并转发所述第二信号集合，具体包括：
在第三子时隙内，所述至少一台无人机通过第一无人机发送天线向所述基站发送第三子信号，并通过第二无人机发送天线向所述基站发送第四子信号，基于无人机端两根发射天线到基站端接收天线的第三信道参数，将所述第三子信号和所述第四子信号进行合并，得到所述基站接收到的第一子时隙无人机信号；
在第四子时隙内，将所述第三子信号和所述第四子信号取共轭，得到第三共轭子信号和第四共轭子信号，并通过所述第一无人机发送天线向所述基站发送所述第四共轭子信号，以及通过所述第二无人机发送天线向所述基站发送所述第三共轭子信号，基于所述第三信道参数，将所述第三共轭子信号和所述第四共轭子信号进行合并，得到所述基站接收到的第二子时隙无人机信号；
将所述第一子...

【专利技术属性】
技术研发人员：李立华，吴季，张平，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11