基于应用场景特征描述的无人机基站飞行高度部署

谭诗翰，金凤林，顿聪颖

（陆军工程大学 指挥控制工程学院，江苏 南京210007）

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近些年，随着无线通信技术的广泛应用和用户需求的逐步增加，地面通信系统在一些特殊情况下的局限性日益凸显。与此同时，将无人机作为飞行基站，作为地面通信系统的补充，可以有效弥补地面通信系统在灵活性和覆盖范围上的不足，受到了广泛的关注[1]。未来，无人机基站的应用将可能是非常广泛的。例如，无人机基站在热点地区（如体育场、露天音乐会等）流量需求激增环境下，可以用于增强网络容量和覆盖范围；在基础设施受到损害的紧急情况（如自然灾害）下，无人机基站可以用于快速恢复通信；在一些建设完整的蜂窝网基础设施非常昂贵的边远地区，可以通过部署无人机，减少对信号塔和电缆的需要，降低网络建设成本。但是，无人机基站的部署也面临着许多难点。首先，无人机基站的可用带宽和机载能量有限，需要合理分配无人机基站的资源；此外，与地面网络系统不同，无人机基站可以在3D平面上灵活部署，在不同的应用场景下，需要根据实际情况，对无人机基站进行部署。

目前对无人机基站部署的相关研究工作集中于扩大无人机基站的服务覆盖范围。文献[2]导出了使单个无人机能够实现最大覆盖面积的最佳飞行高度。文献[3]在文献[2]的基础上，讨论了机载基站的定向天线波束宽度以及天线倾角对无人机覆盖范围的影响。文献[4]拓展到多个无人机基站的应用场景，得到了多个无人机基站服务覆盖范围最大的最优飞行高度。……