一种缓存辅助的海上无人机基站通信系统传输方法技术方案

本发明专利技术公开了一种缓存辅助的海上无人机基站通信系统传输方法，主要包括以下步骤：以缓存辅助的海上无人机基站通信系统的吞吐量为优化指标，构建无人机缓存策略、发送功率和无人机轨迹的联合优化问题；给定发送功率分配和无人机轨迹时求解缓存策略优化问题；给定无人机的轨迹和缓存策略时求解无人机发送功率分配问题；给定功率分配和缓存策略的情况下，通过连续凸近似以及引入辅助变量的方法求解无人机轨迹优化问题；利用联合迭代求解算法对原优化问题进行迭代求解，获取使得吞吐量最大化的无人机缓存策略、功率分配以及无人机轨迹。仿真结果表明，所提方法相较现有方法可以显著地提升系统期望可达吞吐量。显著地提升系统期望可达吞吐量。显著地提升系统期望可达吞吐量。

【技术实现步骤摘要】
一种缓存辅助的海上无人机基站通信系统传输方法


[0001]本专利技术属于无线通信
，尤其涉及一种缓存辅助的海上无人机基站通信系统的吞吐量最大化传输方法。

技术介绍

[0002]我国是一个拥有丰富海洋资源并具备大规模海上活动的国家，包括渔业、油气资源开发和海上应急搜救等行动都需要通信网络的支持，但是现有的海上无线通信技术无法完全满足通信需求。无人机具有较高的机动性和灵活性，可以获得更高的信道增益，以及更广泛的通信覆盖。但是在使用无人机辅助海上通信场景中，存在通信资源以及无人机的轨迹优化等问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是，为提高用户的吞吐量提供一种缓存辅助的海上无人机基站通信系统的吞吐量最大化传输方法。
[0004]本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种缓存辅助的海上无人机基站通信系统传输方法，包括步骤：
[0005]1)获取海上无人机基站通信系统中的用户总数K、核心网拥有的文件数F、通信的时隙总数N、每一时隙的长度δ、通信载频波长λ、无人机的最大速度V
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种缓存辅助的海上无人机基站通信系统传输方法，其特征在于，包括以下步骤：1)获取海上无人机基站通信系统中的用户总数K、核心网拥有的文件数F、通信的时隙总数N、每一时隙的长度δ、通信载频波长λ、无人机的最大速度V
max
、一个时隙内无人机最大飞行距离D
max
、无人机最大发送功率无人机的缓存容量C、无人机在初始时刻的位置以及无人机在第N时隙的位置；设置最大迭代次数；初始化迭代次数l＝0、初始化无人机第l次迭代中对用户发射功率的矢量P
l
和无人机的位置矢量Q
l
；2)将第l次迭代的用户发射功率的矢量P
l
作为给定的用户发射功率的矢量P，将第l次迭代的无人机的位置矢量Q
l
作为给定的无人机的位置矢量Q；根据给定无人机的位置矢量计算得到无人机到各用户的距离，从而计算得到无人机基站到用户的信道模型：其中，h
u,k
[n]表示第n个时隙无人机基站到第k个用户的信道模型，d
k
[n]表示第n个时隙无人机到第k个用户的距离，H表示无人机飞行的高度，h
k
表示用户天线的高度；再根据无人机基站到用户的信道模型以及给定的用户发射功率的矢量P计算出无人机到用户的通信速率：其中，R
k
[n]表示第n个无人机到第k个用户的通信速率，P
k
[n]表示第n个时隙无人机分配给第k个用户的发送功率，P
k
[n]为P的中第k个元素，σ2表示噪声功率；利用无人机到用户的通信速率计算缓存策略优化子问题：s.t.0≤η
i
≤1,其中，文件序号i＝1,2,
…
F，用户序号k＝1,2,
…
K，时隙序号n＝1,2,
…
,N，η
i
表示无人机存储第个i文件的概率，f
i
表示第i个文件被请求的概率，R
k
[n]为第n个时隙无人机到第k个用户的通信速率；求解缓存策略优化子问题得到的η表示无人机缓存的所有文件的概率矢量，η的第i个元素为η
i
，将得到的η作为第l+1次迭代的最优缓存策略η
l+1
；3)将第l次迭代的无人机的位置矢量Q
l
作为给定的无人机的位置矢量Q；将第l+1次迭代的最优缓存策略η
l+1
作为给定的无人机缓存的所有文件的概率矢量η；根据给定的Q和η使用凸优化算法或CVX工具箱计算无人机发射功率优化子问题：s.t.P
k
[n]≥0，将求解无人机发射功率优化子问题得到的P作为第l+1次迭代的最优功率分配策略P<...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琪，赵聪，唐传，刘伟，苏俭，刘军，郭伟，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：