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一种面向移动边缘计算的无人机基站部署方法 被引量:4
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作者 刘芳正 马博闻 +1 位作者 吕博枫 黄霁崴 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2022年第S02期848-854,共7页
在移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)中,本地设备可以将任务卸载到边缘服务器执行,以此来提高服务质量(Quality of Service,QoS)。但在受灾地区或遇到紧急情况时,地面固定的基站可能会出现大面积瘫痪,为了应急通信,无人机(Unmann... 在移动边缘计算(Mobile Edge Computing,MEC)中,本地设备可以将任务卸载到边缘服务器执行,以此来提高服务质量(Quality of Service,QoS)。但在受灾地区或遇到紧急情况时,地面固定的基站可能会出现大面积瘫痪,为了应急通信,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)支持的移动边缘计算系统应运而生。作为新兴的应急通信手段,无人机可以携带边缘服务器,地面用户设备可以将其计算任务卸载给无人机执行,但在多用户网络中部署多个无人机基站是具有挑战性的。为此,重点研究无人机基站的战略部署问题,将该问题建模为多目标优化问题,旨在平衡无人机基站之间的工作负载,最小化地面用户和无人机基站之间的访问延迟。与单目标优化问题相比,多目标之间相互作用并且解不唯一,给模型求解带来了一定困难。为此,提出基于K-中心点(K-medoids)的帕累托边界搜索算法求解该问题,之后进一步提出利用主成分分析算法(Principal Component Analysis,PCA)从帕累托边界中寻找最合适的解作为最终的无人机基站部署策略。实验使用真实的数据集,并与其他几种基线方法进行性能比较,验证了所提解决方案的有效性。 展开更多
关键词 无人机基站部署 多目标优化 K-中心点 帕累托边界 主成分分析
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无线电地图辅助的多无人机部署与用户关联离线规划方法
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作者 万诺天 王雨榕 +3 位作者 张恬宁 马骋乾 夏晓晨 许魁 《电讯技术》 北大核心 2024年第8期1249-1256,共8页
构建基于无人机基站(Unmanned Aerial Vehicle Base Station, UBS)的空地网络是解决移动通信网络覆盖等问题的重要途径。区别于地面移动通信网络,空地网络需要对UBS位置和用户关联进行联合优化。针对上述问题,首先通过构建二进制无线电... 构建基于无人机基站(Unmanned Aerial Vehicle Base Station, UBS)的空地网络是解决移动通信网络覆盖等问题的重要途径。区别于地面移动通信网络,空地网络需要对UBS位置和用户关联进行联合优化。针对上述问题,首先通过构建二进制无线电地图(Binary Radio Map, BRM)使得UBS能够有效获取整个任务区域中用户位置关联的信道知识,在此基础上提出基于BRM的离线多UBS部署与用户关联联合规划方法。该方法以最大化网络效用函数为目标,通过互嵌套的启发式UBS部署位置搜索和基于匹配博弈的UBS-用户匹配实现UBS位置和用户关联的离线优化。在复杂城市环境下,相比于参考方案,所提方法可使得用户和速率性能提升10%~40%。 展开更多
关键词 空地网络 无人机基站部署 用户关联 二进制无线电地图
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基于甲虫搜索的改进粒子群无人机辅助网络部署优化算法 被引量:3
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作者 陈佳美 李世昂 +2 位作者 李玉峰 王宇鹏 别玉霞 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期1697-1705,共9页
在体育赛场等用户大规模聚集或者突发灾难的情况下,地面基站经常面临过载甚至瘫痪的问题。此时,多无人机(UAV)辅助网络系统可以很好地为地面基站提供信号补偿,有效地增强局部地区的通信质量。然而,无人机的机动性和网络流动引起的拓扑... 在体育赛场等用户大规模聚集或者突发灾难的情况下,地面基站经常面临过载甚至瘫痪的问题。此时,多无人机(UAV)辅助网络系统可以很好地为地面基站提供信号补偿,有效地增强局部地区的通信质量。然而,无人机的机动性和网络流动引起的拓扑结构变化,会导致频繁的间歇性连接甚至出现传输故障。因此,UAV基站的有效部署以及网络性能的优化成为亟待解决的问题。该文提出一种基于甲虫搜索的改进粒子群UAV辅助网络部署优化算法—智能高效算法(IEA),利用甲虫搜索算法(BAS)的个体寻优优势,对粒子群算法(PSO)进行改进,并首次采用双门限约束保证用户通信质量,使得多UAV系统下的网络性能得到了改善。仿真结果表明,相对于传统算法,该文提出的IEA算法在系统吞吐量、用户平均吞吐量以及频谱效率等方面都获得了较大提升。 展开更多
关键词 无人机辅助通信 无人机基站部署 甲虫搜索算法 网络性能优化
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地空协同场景下加权模糊聚类用户簇划分方法
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作者 黄天宇 李远兴 +2 位作者 陈昊 郭紫佳 魏明军 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2024年第5期1555-1561,共7页
为了解决应急通信场景下使用无人机作为空中基站进行辅助通信时涉及的无人机基站部署策略中的用户簇划分问题,在兼顾无人机基站性能和用户体验的条件下,提出一种基于特征加权的模糊聚类(Improved FCM)算法。首先,根据每个无人机基站的... 为了解决应急通信场景下使用无人机作为空中基站进行辅助通信时涉及的无人机基站部署策略中的用户簇划分问题,在兼顾无人机基站性能和用户体验的条件下,提出一种基于特征加权的模糊聚类(Improved FCM)算法。首先,根据每个无人机基站的信号覆盖范围和最大服务用户数量的性能约束,针对随机分布条件下的用户簇在划分过程中算法计算量大不易收敛的问题,提出一种基于距离加权的特征加权节点数据投影算法;其次,针对同一用户处于多个簇有效范围内时用户划分的有效性和无人机基站资源的最大化利用问题,提出一种基于用户位置和无人机基站负载均衡的价值加权算法。实验结果表明,所提方法充分满足无人机基站的服务性能约束,且与几何分形法(GFA)、谱聚类(Sp-C)等算法相比,特征加权模糊聚类算法获得的平均负载率和覆盖比是最优的,分别达到了0.774和0.0263,因此,该算法可为应急通信场景下的用户簇划分问题提供一种可行的解决方案。 展开更多
关键词 地空协同 应急通信 无人机辅助通信 无人机基站部署 用户簇划分 特征加权 模糊C均值聚类
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