一种基于可重构智能表面增强无人机通信的方法技术

技术编号:32908038 阅读:39 留言:0更新日期:2022-04-07 11:58
本发明专利技术的实施例公开了一种基于种基于可重构智能表面增强无人机通信的方法,包括如下步骤:步骤一:以工作在地面的多个合法用户为收发节点、可重构智能表面部署在周围建筑物的外立面上构建通信系统模型、并确定通信系统模型的瞬时信噪比和吞吐量;步骤二:根据瞬时信噪比和传输速率,构造最大化用户最小吞吐量为目标的优化问题;步骤三:根据固定RIS的部署,采用交替优化对最大化用户最小吞吐量目标问题进行求解,得到RIS波束成形局部最优策略;步骤四:基于步骤步骤三得到的UAV

【技术实现步骤摘要】
一种基于可重构智能表面增强无人机通信的方法


[0001]本专利技术涉及无线通信
,特别涉及一种基于可重构智能表面增强无人机通信的方法。

技术介绍

[0002]在过去的十年中,无人驾驶飞机(UAV)也被称为空中基站(BS),在各种应用中引起了极大的关注。配备了先进的收发器和电池的无人机在中继,数据收集,安全传输和信息分发中越来越受欢迎。特别地,由于按需部署的高机动性和灵活性,无人机具有视距(LoS)通信链接的可能性很高,无人机能够作为空中基站灵活部署在集会、体育赛事或自然灾害后形成的临时远程交通热点,以提供不间断和无处不在的连接。但是,无人机通信面临许多挑战,特别是在城市地区。一项突出的挑战是由常见物体(例如建筑物,树木和人体)引起的阻塞,这些障碍可能会加剧覆盖范围和连通性的问题。另一方面,非固定通道的过度时空变化是由无人机和地面操作人员的移动性引起的,这会导致无人机系统出现严重的非平稳性。另外,与3D平面中的长距离相关的大路径损耗是无人机系统中不能忽略的问题。
[0003]近年来,可重构智能表面(Reconfigurable In本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于种基于可重构智能表面增强无人机通信的方法,该方法用于可重构智能表面辅助无人机的多输入单输出的多用户下行链路通信系统,系统中具有无人机基站、L个RIS、K个用户,无人机配备N
A
个天线为总共K个单天线用户提供无线服务,无人机基站和移动用户之间的直接链接会遭受阴影衰落,可重构智能表面部署在周围建筑物的外立面上,智能反射面具有M
l
个反射元件,以通过提供虚拟链接来帮助基站克服从基站到用户不利的传播条件,第l个RIS部署M
l
;定义无人机到用户的信道为h
AU,k
、无人机到第l个IRS的信道为H
AR,l
、第l个IRS到用户k的信道为G
RU,l,k
;其特征在于,所述方法包括以下步骤:步骤一、以工作在地面的多个合法用户为收发节点、可重构智能表面部署在周围建筑物的外立面上构建通信系统模型、并确定通信系统模型的瞬时信噪比和吞吐量;步骤二:根据瞬时信噪比和传输速率,构造最大化用户最小吞吐量为目标的优化问题;步骤三:根据固定RIS的部署,采用交替优化对最大化用户最小吞吐量目标问题进行求解,得到RIS波束成形局部最优策略;步骤四:基于步骤步骤三得到的UAV

RIS波束成形局部最优策略,通过连续凸逼近的优化方法得到无人机轨迹的Q的局部最优策略;步骤五:基于步骤步骤三得到的UAV

RIS波束成形局部最优策略和步骤步骤四无人机轨迹的Q的局部最优策略,通过对偶拉格朗日求解发射功率P的局部最优策略;步骤六:基于步骤三RIS波束成形局部最优策略、步骤四无人机轨迹的Q的局部最优策略和步骤五发射功率P的局部最优策略,通过反复交替优化框架重复执行步骤步骤三至步骤五,迭代更新直至RIS波束成形优化策略、无人机轨迹的Q的局部最优策略和发射功率P的局部最优策略以及系统吞吐量收敛,得到通信网络模型中的最优传输策略。2.根据权利要求1所述的基于可重构智能表面增强无人机通信的方法,其特征在于,步骤步骤一中首先通过通信系统模型分析各节点间的信道增益模型,根据信道增益模型确定通信系统模型的瞬时信噪比,根据瞬时信噪比确定吞吐量。3.根据权利要求2所述的基于可重构智能表面增强无人机通信的方法,其特征在于,所述的瞬时信噪比的表达式如下:其中,p
k
是发射功率,H
...

【专利技术属性】
技术研发人员:戴亿平徐汝昊
申请(专利权)人:北京科技大学
类型:发明
国别省市:

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