无人机辅助的物联网中继通信系统功率分配技术研究

来源 :南京邮电大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:clgg1976
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
第五代(5th-Generation,5G)移动通信是跨时代的技术且拥有三大应用场景,分别是增强移动宽带(Enhance Mobile Broadband,e MBB),高可靠低时延通信(Ultra-Reliable and Low Latency Communication,URLLC)和海量物联网通信(Massive Machine Type Communication,m MTC)。5G移动通信技术与物联网技术的无缝对接,使物联网的应用范围得到拓展,涉及城市管理、医疗卫生、智能电网、绿色农业、安防监控、智能家居等领域。但是物联网中的传感器节点数众多、储能少、远距离传输困难,导致全面覆盖的物联网通信系统较难构建。而无人机的机动性好和部署简单,可利用其可控的机动性,并结合现有的物联网通信技术,解决覆盖范围受限的问题,实现更灵活且多样化的物联网应用。功率作为无人机通信系统的重要资源,其分配问题将直接影响各条通信链路的性能。因此本文研究了无人机辅助的物联网中继通信系统的功率分配问题。本文的主要工作如下:1.针对无人机辅助的物联网多中继通信系统,建立以总的发射功率和每个中继发射功率受限为约束条件并以最大化系统吞吐量为目标函数的最优化问题,分别提出了基于已知瞬时信道状态信息(Channel State Information,CSI)和统计CSI的最优功率分配(Optimal Power Allocation,OPA)方案。然后,研究了基于部分中继参与的选择-放大转发(Selection Amplify-and-Forward,S-AF)方案。仿真结果表明,在低信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR)环境下,基于瞬时CSI的优化方案性能优于统计CSI,并且在瞬时CSI已知的条件下,选择最佳中继进行传输时采用OPA方案可以获得最大的系统吞吐量。2.针对无人机辅助的认知物联网中继通信系统,首先,在中继节点处分别采用放大转发(Amplify-and-Forward,AF)和解码转发(Decode-and-Forward,DF)两种协议,并结合空时块码(Space-Time Block Code,STBC)技术来协作中继传输的情况下,建立以认知物联网用户传输功率受限和确保物联网主用户的服务质量为约束条件,最大化认知物联网中继网络吞吐量为目标函数的最优化问题。然后,利用拉格朗日乘子法与KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件相结合的方法得到最优的功率分配方案。最后,仿真结果表明,与AF中继协议相比,采用DF中继协议的认知物联网中继网络能够获得较大的系统吞吐量。3.针对能效最优准则下的无人机辅助中继的物联网通信系统,首先,在中继节点处采用AF协议的情况下,建立以总中继发射功率和每个中继发射功率受限为约束条件,最大化中继节点能效为目标函数的最优化问题。接着,利用拉格朗日乘子法与KKT条件相结合的方法得到系统的最优功率分配方案。最后,仿真结果表明,与等功率分配方案以及旨在优化信噪比的功率分配方案相比,所提出的功率分配方案能获得更大的系统能量效率。
其他文献
微囊藻毒素(Microcystins,MCs)是一类具有肝毒性的环状七肽类化合物。其中,微囊藻毒素-LR(Microcystin-LR,MC-LR)因其污染范围广、毒性强,对人民的健康构成严重危害而备受关注。
在2015第三届香港巴塞尔艺术展上,有来自世界各地的230多家国际顶级画廊参展,艺术品包罗万象,并在材料运用方面有很多极具代表性的优秀作品。艺术的世界里往往不乏在材料上动
海洋生态损害悄然蔓延,通过民事赔偿行政处罚已无法补救,如不采取凌厉的刑罚手段予以遏制,势必危及人类生存。《联合国海洋公约》亦为之设立专门条款,而我国刑法在海洋生态保
目的对糖尿病患者使用降糖药物的不良反应进行探讨。方法通过回顾分析,将该院2010年1月—2013年12月接诊的65例糖尿病患者作为研究对象。全体患者均使用降糖药物,治疗期间,观
马克思主义美学研究近年来有渐成热点之势,但事实上,正如有学者已指出,马克思哲学本就内在地包含着美学的向度。本论文立足于思想史与文本解读模式,旨在通过对这个问题的进一
随着我国改革开放的不断深化以及市场经济的推动,房地产行业在国内开始起步,并逐渐进入高速发展阶段,成为我国的经济支柱行业之一。在房地产行业的开始阶段,由于我国不断出台扶持房地产行业的优惠政策以及居民购买需求的增加,房地产行业的利润较高,吸引大量的资金进入楼市,不断地走向巅峰。然而,目前我国在多个地方不断出台调控政策以及潜在购房者不想资金被房市套牢的观望心态,使房地产行业的热度逐渐下降。为了能够充分地
随着互联网的普及和大数据时代的到来,各个国家之间的竞争表现在人才的竞争。这样的新国际形势下,要求我们培养能适应新时代发展的应用型、创新型人才。过去以教室为课堂、以
连续纤维增强热塑性树脂复合材料具有优越的机械性能以及良好的可设计性,在制造业领域的应用范围越来越广泛。3D打印具有不依赖于模具制造、成型自由等优点,将其应用于复合材
医疗联合体(以下简称医联体)建设,是深化医疗体制改革的体制创新之举,有利于解决医疗资源总量不足、分布不均匀、配置不平等及不合理等问题。2015年3月,国务院办公厅印发的《全国医疗卫生服务体系规划纲要(2015-2020年)》对医联体建设提出了明确的要求,并肯定了其对分级诊疗模式的推动作用。本文试图从卫生正义的理论视角,以上海十院医联体成员张家港澳洋医院实践为个案,采用实证调查等方法,探讨如何完善医
目的:评估活动性葡萄膜炎对屈光不正变化的影响。方法:这是一项前瞻性队列研究,纳入66例88眼活动性葡萄膜炎患者。受试者根据其疾病活动的解剖位置分为前、中、后和全葡萄膜