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摘要：本发明针对应急场景，地面基础设施遭破坏，提出了一种面向城市应急场景的无人机赋能通信网络保障方法，涉及到无人机应急通信技术领域。本发明利用无人机作为空中接入点建立与远程指挥中心应急通信，并对应急区域进行实时监控；根据最大可达速率准则，对应急区域内已知和未知位置的通信节点接收信号的功率进行约束，从而求解出发射平面阵列的最优波前相位矢量，以满足每个发射阵元的发射功率；利用该最优波前相位矢量发射信号实现对应急区域的快速响应，并利用视距优势将应急区域实时信息发送到远程指挥中心，本发明可以在保障与远程指挥中心高效通信的情况下，确保不影响应急区域其他用户通信，具有较强的适用性较大的应用价值。

主权项：1.一种面向城市应急场景的无人机赋能通信网络保障方法，其特征在于，包括：S100，在应急场景下将单个无人机部署在应急区域，并在所述应急区域建立无人机与远程指挥中心之间的传输模型；其中，所述应急区域内存在不精确位置的第一通信节点和未知位置的第二通信节点；所述无人机装配有多通道系统硬件平台与发射平面阵列相连，所述多通道系统硬件平台调节所述发射平面阵列发射信号的信号参数；S200，基于所述传输模型分析所述远程指挥中心接收信号的信噪比；S300，设定所述无人机到所述第一通信节点的信道矢量的统计量，并利用统计量以及所述传输模型构建所述无人机到所述第一通信节点的信道矢量以及到所述第二通信节点的信道矢量；S400，利用所述远程指挥中心的接收信号的信噪比、所述无人机到第一通信节点的信道矢量以及到所述第二通信节点的信道矢量构建用于优化波前相位矢量的初始优化问题；其中，所述初始优化问题包括三个约束条件；S500，对所述初始优化问题包括的三个约束条件按照对应的转换形式进行转换，得到待求解的优化问题；S600，对所述待求解的优化问题求解得到最优波前相位矢量；S700，利用所述多通道系统硬件平台调节所述发射平面阵列发送实时信息的信号参数以达到所述最优波前相位矢量，利用所述最优波前相位矢量将所述实时信息发送至第一通信节点、所述第二通信节点和所述远程指挥中心；所述发射平面阵列定义为包含的发射阵元数为N，N＝Nx×Ny，Nx是坐标系下x轴的发射阵元数，Ny是所述坐标系下y轴的发射阵元数，发射阵元间距为d，所述应急区域存在的第一通信节点定义为K为第一通信节点的总数，存在的第二通信节点定义为Q为第二通信节点的总数；S400中的初始优化问题表示为： 式中，C1、C2和C3表示约束条件，γc表示远程指挥中心的信噪比，Δhb,k表示无人机到所述第一通信节点的信道矢量的统计量，w表示波前相位矢量，Ωk表示统计量Δhb,k组成不确定集合，hb,k表示无人机到所述第一通信节点的信道矢量，为第一通信节点的信道噪声，Γb,k表示第k个第一通信节点的最大容忍信噪比，ha,q表示无人机到所述第二通信节点的信道矢量，为第二通信节点的信道噪声，Γa表示第二通信节点的最大容忍信噪比，α表示提供指定信噪比通信的概率参数，Pn表示第n个发射阵元的发射功率，Pr·表示取概率，[·]n,n表示取矩阵的第n行、第n列元素；S500包括：S510，将所述初始优化问题中的约束条件C1以及约束条件C2等价转换为可求解的凸线约束；其中，约束条件C1转化后的可求解凸线约束表示为： 式中，W＝wwH,IN表示N×N的单位矩阵，δk为引入的正参数变量，表示不确定性区域的大小，表示无人机到第一通信节点的信道矢量的估计值；约束条件C2转换后的可求解凸线约束表示为： 式中，为2N自由度的逆中心卡方随机变量的逆累积分布函数；S520，将约束条件C3等价转化为矩阵形式，表示为： 式中，Tr·表示求解矩阵的迹，En表示in表示第n个元素为1的单位向量，上角标T表示对矩阵转置；S530，将约束条件C1、约束条件C2和约束条件C3转换后的形式对应替换所述初始优化问题中的约束条件C1、约束条件C2和约束条件C3得到待求解的优化问题，表示为：

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百度查询： 西安电子科技大学 一种面向城市应急场景的无人机赋能通信网络保障方法