一种提升地面用户通信性能的空中基站部署方法技术

本发明专利技术公开了一种提升地面用户通信性能的空中基站部署方法，包括：步骤一、初始化地面节点的位置，确定配对邻居种群和替代邻居种群的数值；步骤二、通过契比雪夫分解方法将一个多目标优化问题划分为多个子问题，并初始化每个子问题的目标函数值；步骤三、计算各个无人机在不同位置的目标函数值；步骤四、使用混合解的复制操作更新种群，得到一个新解，对新解进行越界处理；步骤五、计算处理后的新解的目标函数值，当所述新解的目标函数值小于参考点的目标函数值时，则更新参考点；步骤六、将所述新解与其中一个个体的替代邻居中的个体的目标函数值进行比较，保留函数值小的无人机个体。体。体。

【技术实现步骤摘要】
一种提升地面用户通信性能的空中基站部署方法


[0001]本专利技术涉及一种提升地面用户通信性能的空中基站部署方法，属于通信领域。

技术介绍

[0002]空中基站是由一个或多个具有感知、接收和发射等功能的设备组成的站点，其目的是为世界上网络不畅的偏远地区提供互联网服务，热气球、无人机等都可以用来充当空中基站。在各类通信系统中，终端用户之间需要进行大规模的数据传输，无人机由于其部署灵活、机动性强和可操作性强等优点，可以作为空中基站,在不同环境中为地面用户提供服务，为终端之间的通信提供了有利条件，因此，本研究中我们使用无人机作为空中基站。
[0003]然而在现实研究中，使用一架无人机与多个地面用户进行通信需要耗费无人机大量的能量，而无人机的持续飞行时间也是待优化的问题，并且无人机固定在一个位置也是不现实的，因此本文针对上述问题实现了使用多个无人机通过移动部署到合适的位置与相应用户进行通信的目的。在地面用户与无人机通信场景中，我们假设一架无人机可以同时与多个用户通信，而一个用户只能与一架无人机通信，无人机在与多个用户同时通信会使得多个用户之间的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提升地面用户通信性能的空中基站部署方法，其特征在于，包括：步骤一、初始化地面节点的位置，生成无人机的位置、功率和关联矩阵，生成一组权重向量，计算每个权重向量与其他权重向量之间的欧氏距离，确定最近的权重向量；步骤二、通过契比雪夫分解方法将一个多目标优化问题划分为多个子问题，并初始化每个子问题的目标函数值；步骤三、计算各个无人机在不同位置的目标函数值；步骤四、使用混合解的复制操作更新种群，得到一个新解，对新解进行越界处理；步骤五、计算处理后的新解的目标函数值，当所述新解的目标函数值小于参考点的目标函数值时，则更新参考点；步骤六、将所述新解的目标函数值与种群中一个个体的目标函数值进行比较，保留函数值小的无人机个体；步骤七、当所得的解符合迭代终止条件时，则输出目标函数的最优解；当不符合迭代终止条件，则将这些解作为当前解重新迭代执行步骤四至六。2.根据权利要求1所述的提升地面用户通信性能的空中基站部署方法，其特征在于，所述空中基站部署方法的目标函数的解为：其中，X、Y、Z分表表示无人机部署的三维坐标，P表示无人机的发射功率，A表示无人机与地面用户的通信关系，当第u个无人机与第n个用户通信，则A
n
＝u。3.根据权利要求2所述的提升地面用户通信性能的空中基站部署方法，其特征在于，所述初始化地面节点位置的过程包括混合初始化解的方法：x＝rand(N,nVar)
·
*(vMax
‑
vMin)+vMin；h＝rand(N,1)
·
*(H
‑
L)+L；P
t
＝mod(P
t
+b
‑
(a/(2*π)),1)+P
L
+(P
H
‑
P
L
)*r；其中，X表示无人机在水平面的坐标，nVar＝2，vMin与vMax表示无人机在水平方向上的最小值和最大值，h表示无人机的高度，H表示无人机的高度最大值，L表示无人机的高度最小值，mod表示数学中的模除操作，P
t
为当前无人机的功率，a、b为常数，P
L
为功率下限，P
H
为功率上限，r为分布在0～1之间的随机数。4.根据权利要求3所述的提升地面用户通信性能的空中基站部署方法，其特征在于，所述步骤二包括：通过关联关系矩阵寻找与用户通信的无人机，当有无人机与用户通过通信链路进行通信时，则剩下的其他无人机与该用户的通信都被视为是干扰信号。5.根据权利要求4所述的提升地面用户通信性能的空中基站部署方法，其特征在于，所述步骤三中计算无人机在初始位置时的目标函数包括：
式中，f1代表第一个目标函数，使无人机和地面用户之间的最小吞吐量最大；f2代表第二个目标函数，使所有无人机的吞吐量...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玲玲，王爱民，孙庚，吴静，李家辉，梁爽，郑婷婷，李琛泽，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：