一种无人机辅助反向散射通信系统中的能量效率优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种无人机辅助反向散射通信系统中的能量效率优化方法，包括：对无人机辅助反向散射通信系统进行建模，包含如下模型：反向散射节点BN模型、信道模型、环境反向散射功率模型、NOMA通信模型、无人机动力模型、中断概率模型；建立无人机能量效率随飞行高度变化的关系式，获得能量效率最优情况下的最优飞行高度；获得步骤2中得到的最优飞行高度下无人机通信子区域的划分结果，得到遍历所有通信子区域的最短路径，生成无人机能量效率最优的飞行方案。本发明专利技术可以更加直观的展示一个无人机辅助反向散射通信系统对能量的利用效率，同时给出了无人机飞行路径规划，能更好的推动无人机辅助通信投入商业使用。人机辅助通信投入商业使用。人机辅助通信投入商业使用。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机辅助反向散射通信系统中的能量效率优化方法


[0001]本专利技术属于无人机通信领域，主要涉及一种无人机辅助反向散射通信系统中的能量效率优化方法。

技术介绍

[0002]随着物联网应用和移动通信的发展的深入，5G所提供的传输时延、覆盖范围、传输速率以及运算能力仍无法满足未来的需求。因而，6G移动通信将具备更低的传输时延以保障信息传送的实时性，更广域的覆盖范围以实现“空天地海”全维度的泛在互联，更快的传输速率以实现流畅的用户体验，并从外挂式的人工智能进化为嵌入式的内生智能。
[0003]近年来，随着电子科学以及材料科学的快速发展，无人机的制造成本不断下降，逐渐被应用在各行各业，例如，交通控制、货物运输、航拍、公共救援等，同时，基于无人机的无线通信也受到了广泛地关注。一方面，研究无人机通信是实现无人机监管，打造低空数字化的内在需求；另一方面，与传统的陆地通信系统相比，无人机辅助通信系统具有灵活性高、易于部署、成本低等优点。因此，把无人机作为空中基站搭载平台，能够增加无线网络的容量，扩大系统的通信覆盖范围，实现低成本、按需部署的通信服本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机辅助反向散射通信系统中的能量效率优化方法，其特征在于，该方法具体步骤如下：步骤1、对无人机辅助反向散射通信系统进行建模，包含如下模型：反向散射节点BN模型、信道模型、环境反向散射功率模型、NOMA通信模型、无人机动力模型、中断概率模型；步骤2、建立无人机能量效率随飞行高度变化的关系式，获得能量效率最优情况下的最优飞行高度；步骤3、获得步骤2中得到的最优飞行高度下无人机通信子区域的划分结果，得到遍历所有通信子区域的最短路径，生成无人机能量效率最优的飞行方案。2.根据权利要求1所述的一种无人机辅助反向散射通信系统中的能量效率优化方法，其特征在于，所述无人机辅助反向散射通信系统包括独立且均匀地分布在目标区域中的N个反向散射节点BN以及一个既是移动功率发射器、又是信息采集器的无人机。3.根据权利要求2所述的一种无人机辅助反向散射通信系统中的能量效率优化方法，其特征在于，所述步骤2中无人机能量效率随飞行高度变化的关系式为：式中，η为无人机能量效率，C(H)表示飞行高度H下无人机辅助反向散射通信系统的吞吐量，E(H)表示飞行高度H下无人机消耗的总能量。4.根据权利要求3所述的一种无人机辅助反向散射通信系统中的能量效率优化方法，其特征在于，飞行高度H下无人机辅助反向散射通信系统的吞吐量的计算公式如下：其特征在于，飞行高度H下无人机辅助反向散射通信系统的吞吐量的计算公式如下：式中，C
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(H)为飞行高度H下通信子区域s
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无人机辅助反向散射通信系统的吞吐量，W(H)为飞行高度H下通信子区域总数，N
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(H)表示飞行高度H下通信子区域中的反向散射节点BN的数目，T表示通信子区域s
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内无人机的通信时间，R表示传输速率，表示飞行高度H下通信子区域s
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的中断概率。5.根据权利要求1所述的一种无人机辅助反向散射通信系统中的能量效率优化方法，其特征在于，无人机通信子区域的划分方法如下：假设在有效照射角θ、飞行高度Hmax下，无人机的覆盖区域是一个半径Rcov＝Hmax*tan(θ/2)的圆，这个圆能够覆盖整个目标区域；在飞行高度H下，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：周昊哲，解培中，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：