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摘要
用无人机充当空中基站并组成骨干网为地面用户提供通信服务,在临时大型活动、抗震救灾、应急通信等方面有广阔应用前景.在无人机骨干网研究中有两个重要问题:一是如何对无人机集群进行合理部署,使其能够在对地面用户进行覆盖的同时维持骨干网的连通性;二是如何引导用户进行合适的接入选择,该选择既能使用户接入无人机骨干网后满足通信需求,又能最大化网络的负载均衡和接入成功率.为此,该文提出无人机骨干网分布式组网以及接入选择算法.部署算法通过感知地面用户,在虚拟力牵引下实现按需覆盖并维持稳定的双连接拓扑结构,同时还能记录无人机的最终位置和运动轨迹;接入选择算法分别侧重于信干噪比和无人机接入度数(负载数),提出三种无人机网络接入选择算法:最大信干噪比接入、满足信干噪比的随机接入以及满足信干噪比的最小度数接入,旨在最大化网络负载均衡和接入成功率.该算法在仿真实验中得到了验证,在双连接、按需覆盖之上更提高了网络整体性能.部署算法适用于用户和无人机聚集或分散、动态用户以及障碍等场景,且静态部署时间平均不超过300s;三种接入选择方法都收获了不小于78%的接入公平性以及92%以上的接入成功率,其中最小度数接入方法以额外的交互代价换取了86%以上的接入公平性和95%以上的接入率.
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