本文针对无人机机载基站不同的应用场景,研究无人机移动通信系统的路径规划问题。通过网络规划仿真,评估无人机机载基站加入到现有网络结构后的网络性能。本文从以下几个方面研究了无人机从部署,到为服务小区提供网络服务的过程。首先,本文研究了无人机作为辅助型基站场景下的路径规划算法。建立了基于混合整数规划的路径规划算法。该算法以时间和损耗为代价函数,将环境中遇到的障碍物和约束建模为混合整数线性规划的形式。为确定无人机终态到达的高度,本文根据视距传播模型,研究了无人机高度和覆盖半径的关系。研究发现,在相同高度,障碍物越密集的地区,路径损耗更大,对应的覆盖半径也越小。仿真结果显示出该路径规划算法能够使无人机在不同环境下实时规划路径。其次,本文研究了无人机作为中继站场景下的路径规划算法,建立了基于香农容量定理的规划算法。该算法研究了中继位置的选取和飞行速度对通信质量的影响。对比直接通信、中继通信、无人机中继通信这三种通信策略,在考虑吞吐量和时延的关系,选择合适的通信策略。仿真结果显示在允许时延足够大的情况下,无人机移动中继的吞吐量能够达到静态中继的2倍以上。对于固定时延情况下,速度更快的无人机能够获得更大的吞吐量。并且无人机移动基站具有更大的链路增益。最后本文借助实验室的TD-LTE空中基站仿真平台,仿真实现无人机在网络规划中的应用。无人机按照规划的路径到达指定服务位置,在最佳高度下,为服务小区提供服务。从覆盖仿真结果来看,无人机能够扩大地面基础网络的覆盖范围,使覆盖结果满足覆盖目标。从容量仿真结果来看,无人机利用其快速部署网络和移动能力提高了整个通信系统的容量。