单UAV异构网络中的联合中继选择及NOMA信道、功率分配算法制造技术

本发明专利技术属于网络通信技术领域，具体为单UAV异构网络中的联合中继选择及NOMA信道、功率分配算法，步骤1：系统模型建立，构建一个单无人机辅助的异构网络场景，当灾害等场景发生导致地面基站服务中断后，为了传递地面蜂窝用户的紧急呼叫和消息以及物联网设备的监控数据，在空中无人机部署作为空中基站，为地面用户服务并促进地面网络的救援过程；步骤2：优化问题描述，将蜂窝用户和IoT用户的QoS要求描述为最小传输速率；步骤3：节能的中继选择算法，为了恢复外部用户的通信，首先以节能的方式对外部IoT用户和中继进行关联；步骤4：基于深度强化学习的功率和子带选择，其设计合理，可以有效地扩展无人机的服务区域，并以最小的能量成本进行中继选择。成本进行中继选择。

【技术实现步骤摘要】
单UAV异构网络中的联合中继选择及NOMA信道、功率分配算法


[0001]本专利技术涉及网络通讯
，具体为单UAV异构网络中的联合中继选择及NOMA信道、功率分配算法。

技术介绍

[0002]物联网与传统蜂窝网络形成地面异构网络，可为用户提供稳定的通信服务。但是，当自然灾害发生时，由于通信基础设施的破坏，地面网络被破坏，区域内所有的物联网用户和蜂窝用户失去连接。为了解决这个问题，无人机通信可以快速建立空中基站并搭建起无人机辅助的空地异构网络。
[0003]然而，空地异构网络仍然存在许多挑战。一方面，无人机的部署虽然可以恢复目标区域的通信，但由于无人机的覆盖范围有限，仍有覆盖漏洞无法被覆盖到。位于UAV有效覆盖区域之外的地面蜂窝用户或IoT用户由于信道条件差，无法通过空地信道与无人机建立直接通信。在这种情况下，可以应用D2D技术为覆盖区域外的用户建立多跳通信。具体而言，覆盖区域外的用户首先与能够与无人机直接通信的中继用户建立D2D传输链路，然后将其数据传输给中继。接下来数据将从中继转发到无人机。为了节约能量，中继选择应以节能的方式进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.单UAV异构网络中的联合中继选择及NOMA信道、功率分配算法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：系统模型建立，构建一个单无人机辅助的异构网络场景，当灾害等场景发生导致地面基站服务中断后，为了传递地面蜂窝用户的紧急呼叫和消息以及物联网设备的监控数据，在空中无人机部署作为空中基站，为地面用户服务并促进地面网络的救援过程；步骤2：优化问题描述，将蜂窝用户和IoT用户的QoS要求描述为最小传输速率；步骤3：节能的中继选择算法，为了恢复外部用户的通信，首先以节能的方式对外部IoT用户和中继(即内部IoT用户)进行关联，采用多对一的匹配博弈进行节能关联方案的设计，节能的本质是根据消耗的能量确定关联方案，每个外部用户为申请者，中继有权决定是否让相应的申请者与自己关联；步骤4：基于深度强化学习的功率和子带选择，在执行完上一步骤的中继选择算法后，外部用户与内部中继之间的D2D链路已经构建完成，由于部分内部用户充当中继的角色，因此内部用户在传输速率方面有不同的QoS要求，在这种情况下，内部用户之间的资源分配会对系统性能产生重大影响，采用深度强化学习进行动态和自适应的资源分配，实现在保证用户服务质量的同时降低能耗的优化目标。2.根据权利要求1所述的单UAV异构网络中的联合中继选择及NOMA信道、功率分配算法，其特征在于：所述步骤1中：由于单UAV的覆盖范围有限，假设只有部分地面用户处于UAV覆盖范围之内，其他用户位于覆盖区域之外，无法直接与无人机进行通信，因此，采用基于D2D的多跳传输来为外部用户传输信令，假设跳数等于2，即无人机覆盖范围外的用户将其数据传输到覆盖范围内的用户中继，然后中继将数据传送到无人机，地面用户集表示为U，由蜂窝设备和IoT设备组成，分别表示为U
C
和U
I
，即U＝U
C
∪U
I
，并且物联网设备集合分为和两部分，分别对应无人机覆盖范围内外的物联网设备，根据路径损耗来描述无人机的覆盖范围，当地面用户到无人机的路径损耗小于预设阈值时，则认为该用户是内部用户，可以与无人机直接通信，否则，将其归类为外部用户，只能通过中继传输的方式与无人机通信，假设外部用户只包括IoT用户，可以延伸到外部用户为蜂窝用户的场景，外部IoT用户只能选择内部IoT用户作为其...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晋喜，周志雄，
申请(专利权)人：首都体育学院，
类型：发明
国别省市：