地空协同场景下加权模糊聚类用户簇划分方法

作者：黄天宇; 李远兴; 陈昊^*; 郭紫佳; 魏明军

来源：计算机应用, 2023, 1-9.

• 地空协同
• 应急通信
• 无人机辅助通信
• 无人机基站部署策略
• 用户簇划分
• 特征加权
• 模糊C均值聚类

为了解决应急通信场景下使用无人机作为空基基站进行辅助通信时，所涉及到的无人机基站部署策略中的用户群划分问题，在兼顾无人机基站性能和用户体验的条件下，提出一种基于特征加权的模糊聚类算法。首先，根据每个无人机基站的信号覆盖范围和最大服务用户数量的性能约束，针对随机分布条件下的用户簇在划分过程中算法计算量大不易收敛的问题，提出一种基于距离加权的特征加权节点数据投影算法；其次，针对同一用户处于多个簇有效范围内，用户划分的有效性和无人机基站资源的最大化利用问题，提出一种基于用户位置和无人机基站负载均衡的价值加权算法。实验结果表明，所提方法充分满足无人机基站的服务性能约束，且与几何分形法(GFA)、谱聚类(Sp-C)等算法相比，特征加权模糊聚类算法获得的平均负载率和覆盖比是最优的，分别达到了0.774和0.0263，因此，该算法可为应急通信场景下的用户群划分问题提供一种可行的解决方案。

• 单位
  华北理工大学