论文基于圆形堆积理论优化无线网络覆盖时间算法是大学硕士与本科无线网络毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载，关于免费教你怎么写无线网络设置手机方面论文范文。
摘 要： 通过无人机（U s）扮演空中基站以提高无线网络的覆盖率已成为最有前景的技术.为此,研究多个无人机部署问题.首先,推导基于海拔高度和天线增益的U s的下行链路覆盖概率函数,然后依据圆形堆积理论计算U s的位置,进而在保证U s最大覆盖时间的同时,最大化覆盖区域,并推导了在保证目标覆盖概率时所需的U s数.实验结果表明,依据全向天线的波束宽度和覆盖要求,调整U s海拔高度,可消除U s间的互干扰,并最大化覆盖时间.
关键词： 无人机； 网络覆盖率； 空中基站； 位置计算； 覆盖时间
中图分类号： TN911?34； TP393 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）23?0010?05
Abstract： The air base station acted by unmanned aerial vehicles （U s） has become a most promising technology to enhance the coverage rate of wireless network, so the efficient deployment of multiple U s is studied. The U s′ downlink coverage probability function based on altitude and antenna gain is deduced. According to the circle packing theory, the locations of the U s are calculated to maximize the coverage area while guaranteeing the maximum coverage time. The required quantity of U s is deduced to guarantee the target coverage probability. The experimental results show that, according to the beam width and coverage requirements of the omnidirectional antenna, the altitude adjustment of the U s can eliminate the mutual interference of the U s and maximize the coverage time.
Keywords： unmanned aerial vehicle； network coverage rate； air base station； location calculation； coverage time
0 引 言
利用无人机（Unmanned Aerial Vehicles,U s）作为飞行基站[1]可提高无线网络的覆盖和数据传输性能,因此,基于无人机的基站也成为无线网络的研究热点.例如,移动的U s能够有效地建立通信链路,能及时地将消息传输到地面用户,如传感节点[2].确实,利用U s作为空中基站具有很大的优势.首先,由于U s具有较高的高度,空中基站和地面用户形成可视距（Line?of?Sight,LOS）链路的概率更高；其次,U s移动便捷,部署方便.因此,U s能够提供快速、实时的通信服务[3].
尽管利用U s作为飞行基站存在众多优势,但是仍存在一些技术挑战,这些挑战包括优化U s的三维空间部署、能量受限、干扰管理以及路径规划[1?5].实际上,部署问题和能量消耗、干扰问题同等重要.
然而,目前只有少量文献关注了U s部署问题[4?6].例如,文献[5]利用多个U s作为无线转发节点,提高U s的覆盖区域, 增强地面用户服务质量.然而,文献[5]并没有考虑到将U s作为空中基站以及它们在下行链路通信中的干扰问题.文献[6]利用进化算法搜索低空平台（Low Altitude Platforms,LAPs）的优化位置,然而,文献[6]的模型假定了LAPs的重叠区域可利用区间干扰控制,这增加了额外的通信开销.
为此,本文针对U s的部署问题展开分析,提出基于圆形堆积理论（Circle Packing Theory）[7]优化U s部署算法,记为CPTOP算法.其目的在于：通过优化U s的部署,以最小传输功率实现下行链路覆盖性能的最大化.在给定目标地理区域、地面用户的覆盖要求以及U s数量的前提下,利用圆形堆积理论优化U s的部署.首先,推导了基于U s高度和天线增益的下行链路覆盖函数；然后,利用圆形堆积理论优化部署U s.
1 系统模型及CPTOP算法概述
1.1 系统模型
2.3 基于圆形堆积理论求解
2.2节建立最大化覆盖寿命问题的形式化表述,如式（14）～式（17）所示.式（15）保证不存在覆盖重叠,而式（16）要求U s不覆盖目标地理区域以外的空间.因此,U s间的干扰可以避免,位于目标地理区域外的用户就不受U s的传输影响.
然而,由于非线性约束,求解式（14）是非常具有挑战性的.为此,利用圆形堆积理论[7]求解此问题.在圆形堆积理论中,[M]个圆应当合理地排列在给定的区域,致使堆积密度最大,并且没有圆重叠.例如,如图4所示,三个等圆以堆积理论放置于一个大圆内（目标区域）,这三个圆互不重叠地放置,并使得它们占有面积的最大化.
在目标区域一定,且U s数固定.从图4可知,即目标区域圆半径[Rc]一定,圆的个数[M]固定.在这个前提下,如何使得[M]个圆能够最大化地覆盖目标区域.换而言之,就是[M]个U s最大化地覆盖目标区域.这涉及两个问题：如何放置U s；每个U 的最大覆盖半径[ru.]这两个问题反映到图4中就是：如何排列圆；圆的半径的设置.
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参考文献：
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