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第五代移动通信系统(5th Generation mobile networks,5G)致力于构建通信与信息技术的生态系统,回传网络作为保障端到端业务性能的重要基础网络,正朝着低成本、灵活组网、可拓展的方向演进。自由空间光通信(Free Space Optical communication,FSO)技术具有通信容量高、干扰小、传输距离远等优势,结合网络飞行平台(Network Flying Platform,NFP)是回传组网的有效解决方案。受制于自由空间光通信链路的传输距离阈值以及网络飞行平台装载自由空间光通信收发机的最大数目,网络飞行平台节点部署定位决定自由空间光通信链路的建立,同时,自由空间光通信链路的建立影响网络中的节点度利用率,从而影响网络飞行平台节点的部署定位。如何在满足业务需求的前提下,综合考虑多种约束条件,合理规划回传网络,实现网络飞行平台节点部署及网络拓扑优化,是当前面临的一个关键问题。本文从基于自由空间光通信的5G回传网络架构入手,综合考虑网络链路性能,节点度约束等约束条件,以网络飞行平台节点的高效覆盖为目标,开展了网络飞行平台节点部署定位以及网络拓扑的优化研究。本文主要工作和创新点如下:(1)基于高效覆盖的网络飞行平台节点部署定位策略。在基于自由空间光通信的5G回传网络架构中,存在节点度约束,路由连续约束,链路传输距离约束等诸多约束条件。虽然网络飞行平台具有灵活易部署的优势,如何对网络飞行平台节点进行部署定位以实现网络飞行平台节点的高效覆盖仍是一个关键问题。本文将该优化问题抽象为混合整数非线性规划优化模型,并对其进行线性化处理。而后,提出一种基于贪婪算法的网络飞行平台节点部署算法。该算法逐个部署网络飞行平台节点,当没有基站可连接到已部署的网络飞行平台节点时,才继续部署新的网络飞行平台节点。通过仿真验证,在相同网络配置下,该算法得到的网络飞行平台节点数与最优解相比,至多相差一个网络飞行平台节点,并拥有较低的计算复杂度。(2)基于网络飞行平台节点高效覆盖的网络拓扑优化。在基于自由空间光通信的5G回传网络架构中,受限于自由空间光通信链路传输距离阈值以及网络飞行平台节点的自由空间光通信收发机最大数目,网络飞行平台节点部署定位与自由空间光通信网络拓扑生成相互制约。本文以实现网络飞行平台节点的高效覆盖为前提,兼顾网络拥塞性能,以节点度约束,波长连续约束以及链路可靠约束等为约束条件,建立混合整数线性规划优化模型,对网络飞行平台节点部署定位以及网络拓扑进行联合优化,得到最优网络飞行平台节点部署位置以及网络拓扑。而后,本文提出了一种联合节点部署及拓扑生成算法。该算法的第一部分为基于贪婪算法的网络飞行平台节点部署算法,以网络飞行平台节点的高效覆盖为目标,考虑地面基站业务量,对网络飞行平台节点进行部署定位。第二部分为基于粒子群优化算法的网络拓扑生成算法,基于粒子群优化算法追随最优解迭代寻优的思想,以最小化网络拥塞为目标,生成网络拓扑。本文通过仿真验证联合优化节点部署与网络拓扑生成的必要性,并通过将提出算法的仿真结果与最优解对比,验证该算法可求得近似最优解且拥有较低的计算复杂度。