[00105567]無人機小型蜂窩網絡系統設計與優化控制關鍵技術研究

　　該項目為國家自然科學基金資助面上項目（項目批準號：61771064）。

　　由于無人機具有體積小、可移動性強以及部署靈活等特點，部署無人機基站組成小型蜂窩網絡能夠充分利用三維空間，為連接受限地區提供臨時的通信覆蓋并有效改善地面移動用戶的服務范圍和質量，使其成為傳統地面蜂窩網絡的有益補充。然而，由于無人機基站相對

　　于傳統地面基站的獨特性，無人機小型蜂窩網絡在系統設計和控制上仍然面臨著諸多挑戰。該項目預期目標是充分利用無線環境信息與蜂窩網絡狀態信息，結合發送功率控制，提

　　出無人機基站的路徑規劃算法，同時提出將無線信息與能量傳輸技術應用于無人機小型蜂窩網絡的可行方案（如無線信息與能量傳輸協議）并進行相應的參數優化。該項目從無人機路徑規劃、無線能量傳輸、系統資源分配等多個方面深入研究系統設計與優化控制技術。

　　在資源分配與無人機路徑規劃方面：提出了無人機基站的折線飛行軌跡，并研究了無人機的功率控制和軌跡設計的聯合優化以最大化所有地面用戶的總容量；研究了基于能量與信息協同傳輸技術的無人機協作通信場景下的無人機移動軌跡優化，針對時間共享和功率分離兩種能量與信息協同傳輸方案進行了分別設計；針對無人機周期充電場景，研究了無人機充電時間分配、發射功率、飛行軌跡的聯合優化最大化下行傳輸公平性；應用基于確定性策略梯度的強化學習技術，在無人機缺少用戶方信息（如位置，發射功率及信道參數）的情況下， 研究了智能軌跡設計算法。

　　在無線信息與能量傳輸技術應用于無人機小型蜂窩網絡的可行方案方面：針對時間共享 和功率分離兩種能量與信息協同傳輸方案，研究了無人機協作通信場景下的無人機能量采集、發射功率控制與移動軌跡的聯合優化方法；研究 le 無人機輔助蜂窩網絡中通過無線充電方式驅動的無人機基站的資源分配與部署的聯合優化問題，針對時分多址和頻分多址兩種資源 分配方式進行了理論推導與分析。