目錄
序
前言
第1章緒論1
1.1無人機的發(fā)展1
1.2無人機通信與組網(wǎng)的應用場景2
1.3無人機通信與組網(wǎng)的研究方向3
1.3.1無人機通信與網(wǎng)絡的性能分析3
1.3.2無人機網(wǎng)絡的協(xié)議設計4
1.3.3無人機網(wǎng)絡的頻譜利用5
1.3.4無人機網(wǎng)絡的資源管理方法6
1.4本書章節(jié)安排7
參考文獻8
第2章無人機通信技術與標準化進展12
2.1引言12
2.2無人機通信頻段12
2.3無人機通信關鍵技術13
2.3.1天線技術13
2.3.2調(diào)制技術14
2.3.3信息編碼技術15
2.3.4抗干擾技術17
2.4無人機通信標準化進展18
2.4.1無人機輔助地面通信場景19
2.4.2無人機獨立組網(wǎng)場景21
參考文獻25
第3章無人機網(wǎng)絡容量分析27
3.1引言27
3.2無人機通信網(wǎng)絡系統(tǒng)模型及問題描述29
3.2.1系統(tǒng)模型29
3.2.2性能指標的定義30
3.3無人機通信鏈路性能分析32
3.3.13D隨機運動軌跡下U2U鏈路32
3.3.22D隨機運動軌跡下U2U鏈路34
3.3.33D隨機運動軌跡下U2G鏈路35
3.4密集化無人機網(wǎng)絡和中繼性能分析37
3.4.1直接鏈路37
3.4.2中繼鏈路38
3.4.3不完美CSI接收39
3.5數(shù)值仿真與分析40
3.6總結44
參考文獻44
第4章無人機網(wǎng)絡連通性分析46
4.1引言46
4.2系統(tǒng)描述和問題建模47
4.2.1系統(tǒng)模型47
4.2.2中斷概率48
4.3集群通信無線網(wǎng)絡連通性分析50
4.4存在地面干擾情況下集群通信無線連通性分析51
4.4.1地面發(fā)射機干擾下的中斷概率52
4.4.2集群網(wǎng)絡連通性分析54
4.4.3集群網(wǎng)絡廣播連通性分析55
4.5數(shù)值仿真與分析55
4.5.1仿真條件設置55
4.5.2集群網(wǎng)絡連通性分析56
4.5.3集群網(wǎng)絡廣播連通性分析60
4.6總結60
參考文獻60
第5章用于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集的無人機網(wǎng)絡性能分析62
5.1引言62
5.2場景介紹63
5.3系統(tǒng)模型64
5.4單無人機場景下的容量分析66
5.4.1理想場景下的容量分析66
5.4.2考慮地面?zhèn)鞲衅骶W(wǎng)絡節(jié)點隨機分布的容量下界分析70
5.5多無人機場景下的容量分析72
5.5.1順序型飛行的多無人機場景下的容量分析72
5.5.2循環(huán)型飛行的多無人機場景下的容量分析76
5.5.3無人機數(shù)量與傳感器網(wǎng)絡容量下界79
5.6傳感器網(wǎng)絡容量的界限分析82
5.6.1單無人機場景的容量邊界分析83
5.6.2多無人機場景的容量邊界分析85
5.7總結87
參考文獻88
第6章無人機網(wǎng)絡鄰居發(fā)現(xiàn)方法89
6.1引言89
6.2系統(tǒng)模型90
6.2.1天線掃描模式90
6.2.2參數(shù)設置92
6.3鄰居發(fā)現(xiàn)策略93
6.3.1鄰居發(fā)現(xiàn)步驟93
6.3.2無人機移動性對鄰居發(fā)現(xiàn)的影響93
6.4性能分析與參數(shù)選取96
6.4.1鄰居發(fā)現(xiàn)效率的分析96
6.4.2*佳發(fā)送概率98
6.4.3*佳睡眠概率99
6.5仿真結果及分析102
6.5.1各參數(shù)對鄰居發(fā)現(xiàn)效率的影響102
6.5.2發(fā)送概率104
6.5.3睡眠概率106
6.5.4不同鄰居發(fā)現(xiàn)策略的比較109
6.5.5對鄰居發(fā)現(xiàn)策略實用性的研究111
6.6總結112
參考文獻112
第7章無人機網(wǎng)絡多址接入方法114
7.1引言114
7.2系統(tǒng)模型116
7.2.1CNPC鏈路116
7.2.2數(shù)據(jù)鏈路116
7.3多址接入?yún)f(xié)議117
7.3.1信道復用117
7.3.2包格式118
7.3.3時隙占用策略119
7.3.4通信示例122
7.4多址接入性能分析124
7.4.1幀劃分對接入效率的影響124
7.4.2基于馬爾可夫鏈的UD-MAC分析125
7.4.3DTN機會與維度的關系126
7.4.4DTN機會與傳輸方式選擇133
7.5仿真結果及分析133
7.5.1幀劃分對接入效率的影響133
7.5.2UD-MAC和VeMAC對比134
7.5.3數(shù)據(jù)信道的分配135
7.5.4DTN機會與維度的關系136
7.6總結140
參考文獻140
第8章無人機基站頻譜共享142
8.1引言142
8.2無人機網(wǎng)絡與地面網(wǎng)絡的頻譜共享143
8.2.1無人機空地信道介紹143
8.2.2二維無人機網(wǎng)絡的頻譜共享模型及性能分析144
8.2.3三維無人機網(wǎng)絡的頻譜共享模型及性能分析155
8.2.4仿真結果及分析162
8.3基于頻譜共享模型的無人機*佳部署166
8.3.1拉格朗日乘子法167
8.3.2無人機*佳部署168
8.3.3仿真結果及分析173
8.4總結174
參考文獻174
第9章旋翼無人機基站資源管理方法176
9.1引言176
9.2帶外回傳場景下的UBS資源管理及部署178
9.2.1問題建模178
9.2.2路徑損耗模型與頻譜效率179
9.2.3優(yōu)化問題180
9.2.4*優(yōu)資源分配181
9.2.5UBS位置優(yōu)化183
9.2.6回傳受限的用戶分配問題184
9.2.7復雜度分析192
9.2.8性能仿真與結果分析193
9.3帶內(nèi)回傳場景下的UBS資源管理及部署198
9.3.1問題建模199
9.3.2優(yōu)化算法200
9.3.3復雜度分析202
9.3.4性能仿真與結果分析202
9.4總結204
參考文獻205
第10章固定翼無人機基站聯(lián)合資源管理與路徑規(guī)劃方法207
10.1引言207
10.2系統(tǒng)模型209
10.2.1網(wǎng)絡結構209
10.2.2前傳、回傳資源共享策略210
10.2.3能量損耗模型211
10.2.4無人機飛行軌跡的約束212
10.3帶外回傳固定翼無人機基站的資源分配及軌跡設計213
10.3.1帶外回傳固定翼無人機基站的圓形軌跡213
10.3.2帶外回傳運動軌跡的迭代凸優(yōu)化方法215
10.4帶內(nèi)回傳固定翼無人機基站的資源分配及軌跡優(yōu)化217
10.4.1帶內(nèi)回傳的圓形軌跡217
10.4.2帶內(nèi)回傳的迭代優(yōu)化方法218
10.5復雜度分析219
10.6仿真結果220
10.7總結224
參考文獻224
附錄A226
附錄B232
索引239
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