【摘 要】
:
无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)以高移动性、低成本以及视距通信等优势在无线通信领域得到广泛应用。无人机空对地(Air-to-Ground,A2G)通信网络中,无人机平台的三维(threedimensional,3D)自由移动和受限的机载能量等特性导致空地网络拓扑高速变化,网络节点间信息频繁交互,使无人机通信模块和飞行模块能耗增加。如何提高系统能效、降低终端能耗成为无
论文部分内容阅读
无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)以高移动性、低成本以及视距通信等优势在无线通信领域得到广泛应用。无人机空对地(Air-to-Ground,A2G)通信网络中,无人机平台的三维(threedimensional,3D)自由移动和受限的机载能量等特性导致空地网络拓扑高速变化,网络节点间信息频繁交互,使无人机通信模块和飞行模块能耗增加。如何提高系统能效、降低终端能耗成为无人机空地通信系统面临的两大挑战。本文针对无人机基站和无人机网络中移动终端的节能展开研究,主要内容如下:(1)无人机空地通信系统速率和能效分析研究:针对无人机空中基站的通信场景,考虑无人机因气流及环境所导致的平台抖动对建立稳健的空地链路的影响,建立了无人机空地波束水平方位角和垂直仰角的抖动模型;分析了空中无线波束覆盖区域的畸变和偏移;推导了地面接收器被空地波束成功辐射的概率表达式;构建了用户平均速率和系统能源效率的分析框架。仿真结果表明,无人机悬停高度、波束宽度及抖动角度是影响用户平均速率和系统能效的主要因素;在无人机抖动影响下存在最优的波束宽度;若固定无人机高度和波束宽度,相比于4π/1 80,抖动角度为8π/180时,系统能效降低了 15.3%。(2)面向能效的无人机波束和功率联合优化研究:针对无人机空中基站的通信场景,考虑无人机抖动对覆盖范围及传输速率的影响,建立了边缘用户速率约束下的能效优化模型;引入联合迭代方法,分别对固定发射功率下的波束宽度和固定波束宽度下的发射功率进行优化;利用变量替换和凸差算法将非凸优化问题转化为凸优化问题;提出了一种无人机波束宽度和发射功率联合优化设计方案。仿真结果表明,相比于4π/180,抖动角度为8π/180时,系统能效降低了21.3%;若固定无人机高度与抖动角度,提出的联合波束宽度和发射功率的迭代优化算法比仅优化波束宽度方案的能效提高了 6.6倍,比仅优化发射功率方案的能效提高了 4.4倍。(3)无人机网络中基于无线资源管理(Radio Resource Management,RRM)测量的移动终端节能研究:针对无人机网络中移动终端的节能,考虑终端位置和移动速度对无线资源管理测量功耗的影响,提出了一种基于分组的松弛测量节能方案,以减少组内终端测量的小区数量;提出了另一种测量周期松弛节能方案,即周期回溯机制,使终端自适应地调节测量时间间隔,降低整个测量周期内的功耗。分析结果表明,所提出的两种测量方案在不影响终端移动性的同时,均可降低测量功耗,实现终端有效节能。综上所述,针对空地通信系统中无人机基站的节能,本文构建了无人机抖动影响下的用户平均速率和系统能效的分析框架;提出了一种最大化系统能效的波束宽度和发射功率的联合优化方案;针对无人机网络中移动终端的节能,提出了两种无线资源管理松弛测量的节能机制方案。本文研究为实现空地融合网络中无人机通信平台的节能提供理论指导。
其他文献
水电站泄洪雾化不仅可能对水电站正常运行、边坡稳定产生影响,而且会改变坝区局地风速、温度和相对湿度等参数,水电站泄洪雾化对局地气象场影响范围的确定,对水电站的设计和运行具有重要影响.针对泄洪雾化对局地气象场的影响范围,应用WRF/Nudging/CALMET数值模式,对二滩水电站泄洪雾化对局地天气影响做了数值模拟,得到了水电站泄洪期间风速、温度和相对湿度等气象参数变化场;结合二滩泄洪雾化的原型观测数据,提出了相对湿度增加1%的等值线作为水电站泄洪雾化影响范围的指标;利用自组织数据挖掘方法,构建了二滩水电站泄
为提高白洋淀生态环境修复效果并指导精准清淤工作,以白洋淀底泥为研究对象,分析8种典型重金属元素在淀区与入淀河口的空间分布特征,运用单项污染指数、综合污染指数和内梅罗污染指数评价底泥重金属污染程度.结果 表明:浅层底泥中,As、Cr、Cu均在马棚淀富集,Ni多富集于烧车淀、圈头以及采蒲台,除Ni外其余7种重金属元素均富集在漕河、府河河口;中层底泥中,As、Hg、 Ni、Zn、Pb、Cd在圈头富集,Cr在淀区普遍富集,除Ni、Cd外其余6种重金属元素均富集在府河、孝义河河口;深层底泥中,Cr、Ni、Cu、Zn
随着社会经济快速发展和水资源系统复杂性的日益增强,我国水环境质量的演变逐渐呈现跨区域、多因素耦合影响的特点.围绕大空间范围的水质预测问题,针对传统水质预测方法中对水文、气象及社会经济多因素考虑的不足,以广东省31个水质监测站在2008年到2016年间每周的水质等级数据为训练样本,选取降雨、蒸发和气温等气象指标以及GDP、总人口数、人口密度等社会经济指标为预测参数,运用支持向量机、决策树以及人工神经网络等机器学习技术,建立区域水质等级的预测模型.结果 表明,机器学习方法可融合气象和社会经济等多源的、不同时空
作为第三代前向纠错编码强有力的候选码,由于具有低复杂度的编译码器结构以及纠错性能优异等优点,二进制低密度奇偶校验(Binary Low Density Parity Check,B-LDPC)码在高速光通信中得到了广泛的应用。多进制LDPC码在中短码长时较B-LDPC码有编码增益高、纠突发错误能力强、适合高阶调制通信系统的优点。本文围绕确定度分布下多进制LDPC码的构造方法、非规则多进制LDPC码
丰富的Web服务极大的方便了日常生活,同时也引入了更多基于HTTP协议的攻击。SQL注入攻击作为Web服务的主要威胁是入侵检测系统的防御重点。为了应对日益提升的检测技术,SQL注入攻击形式也在不断的升级变异,攻击者采用编码、变形等手段绕过现有的检测方法。如何在复杂的HTTP请求中检测出变异的SQL注入攻击,并且能够定位攻击位置是亟待解决的问题。本文为解决上述问题,以检测出更多的SQL注入攻击形式和
为综合评价家庭用水器具的适用性,从节水性能、居民收入水平、支付意愿、政策支持四方面建立用水器具评价指标体系.基于问卷调查获取评价指标值,采用AHP、熵权法以及两者组合赋权分析确定各评价指标的权重、计算分值,从而构建用水器具适用性综合评价指标体系.最后对沙坡头区市场主流品牌坐便器进行综合评分,层次分析法得出评价结果相对较大,熵权法相对较小,组合赋权法介于两者之间,相对客观和符合实际.组合赋权法计算的综合评价值在46.92~83.90之间,值越大产品的适用性越好,综合评价值大于70有品牌2、品牌3和品牌1;综
考虑高径比、缝径比和直径三种尺寸效应对混凝土轴拉力学特性的影响,针对8种不同尺寸的预制裂缝圆柱形混凝土试件开展了轴拉试验.结合声发射无损监测技术,分析了轴拉工况下混凝土内部声信号参数的变化特征,探究了混凝土试件的轴拉力学特性和尺寸效应.研究结果表明:混凝土的轴拉损伤机制受尺寸效应的影响,轴拉工况下试件声发射累计振铃计数随着缝径比的减小和直径的增大而增大,平均峰值频率随高径比的减小和缝径比的增大而增大.不同尺寸混凝土试件的声发射信号在各幅度波段的分布特征基本一致,b值主要在0.8~2.0范围区间内.除此以外
水体中悬沙含量的变化对近岸海洋工程、港口航道疏浚等工程具有重要影响.浙江沿岸海区经常遭受不同程度台风的侵袭,台风经过后的一段时间内近岸海域水体中悬沙含量将发生明显改变.为定量研究台风对杭州湾含沙量分布的影响,选择2013年第7号台风“苏力”,结合逐时遥感影像和高精度含沙量反演算法,通过农历日期来确定正常天气下的代表日期,对比台风期间和正常天气下情况下杭州湾海域悬沙含量随潮汐变化情况.台风“苏力”登陆后,杭州湾海域含沙量整体呈增大趋势,杭州湾中部海域增幅在0.10~0.50 kg/m3,高平时刻和低平时刻附
正态信息扩散法是一种有效的推断岩土参数概率密度函数的方法,但仍存在窗宽h选择和样本区间确定问题.因此,提出以判定系数最大为目标,以0.1h步长改变初始窗宽值的正态信息扩散最优窗宽确定方法,且最优窗宽与直方图存在匹配关系,建立合理的直方图是岩土参数概率分布推断的前提.在此基础上,提出以2σ统计原理为基础,参考偏度系数c进行调整,“收窄”样本区间的区间取值法.工程实际测试样本的统计结果表明:最优匹配窗宽下的信息扩散分布所得到的概率密度函数优于h窗宽下的概率密度函数,5组岩土参数测试样本在窗宽取为h时,判定系数
为了解土石混合料在现场压实条件下的变形特性,结合句容抽水蓄能电站上水库库盆填筑工程,对5种不同的土石混合料进行现场压实,并开展原位平板载荷试验;然后,利用Bussinesq解求得不同竖向压力下的变形模量.研究表明:P5(粒径>5 mm的颗粒)含量较高的上库开挖料经现场压实后,其承载力和变形模量均大于P5含量低的下库开挖料.土石混合料在现场压实后处于超固结状态,具有较大的前期固结应力.当竖向应力较小时,土体处于弹性变形阶段,初期加载沉降变形较小,当竖向应力超过前期固结应力后,土体进入塑性变形阶段,后续加载沉