[发明专利]一种无人机的网络部署和资源分配的方法及其系统

说明书

本申请公开了一种无人机的网络部署和资源分配的方法及其系统，其中无人机的网络部署和资源分配的方法包括以下步骤：获取初始信息，进行无人机的初始化部署；获取最佳无人机位置部署信息；根据最佳无人机位置部署信息以及无人机的初始化部署，获取最佳无人机缓存分配信息；根据最佳无人机位置部署信息和最佳无人机缓存分配信息，获得最佳用户接入信息；判断迭代最佳无人机位置部署信息、最佳无人机缓存分配信息、最佳用户接入信息的次数是否达到最大迭代次数；若达到则输出最终的无人机位置部署信息、无人机缓存分配信息以及用户接入信息。本申请将无人机的通信优势和缓存优势相结合，使用户能够更快更安全的获得所需内容，提高用户的质量体验。

技术领域

本申请涉及无人机领域，具体地，涉及一种无人机的网络部署和资源分配的方法及其系统。

背景技术

近年来，由于无人机的部署灵活性、成本低以及飞行特性，无人机逐渐成为解决某些特定通信场景的新兴研究热点之一。无人机的特性可以有效地解决传统蜂窝网络中的高部署成本以及较差的适应性的缺点。移动蜂窝网络进行互联网数据传输时存在部分应用场景由于网络基础设施受到场地空间等条件的限制而无法为用户提供良好的质量体验。例如，在大型演唱会和大型游园会人流密集区域等典型场景，蜂窝网络的固定基站负载严重，无法为用户提供良好的质量体验，所以可以将无人机与传统通信结合起来。无人机作为空中移动基站用于补充地面基站，辅助地面蜂窝网络为用户提供高速数据传输。移动互联网数据内容分发的典型特征之一是流行度较高的热点内容产生大量重复的请求和传输。在用户密集区域，频谱资源的利用率会大大降低。针对流行度较高的内容进行主动缓存，可以有效地减少热点内容重复传输产生的回程链路开销，同时下行传输数据更接近用户终端使用户获得内容的时延减小，从而提高用户的质量体验(QoE)。

对于多个具有缓存能力的无人机和地面基站组成的通信网络，当地面基站处于超负载状态时，携带缓存单元的无人机可以为用户提供本地缓存，从而避免通过回程链路从核心网获得用户需求的内容，但是无人机的缓存空间是有限的。无人机相对于地面基站可以更方便的接近用户，具有较好的视距传输(LoS)链路，无人机的部署位置会直接影响无人机和用户之间的路径损耗，从而影响数据传输速率。用户可以接入多个点，但是传统的由信干噪比决定的接入方案只能在用户数较少的场景发挥作用，而且不能作为保证用户质量体验的主要依据。

因此，如何提供一种使得用户能够快速获得请求的内容，拥有较好的用户体验是需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种无人机的网络部署和资源分配的方法及其系统，解决现有技术中不能联合优化无人机位置部署、用户接入以及无人机缓存放置从而提高用户质量体验的技术问题。

为达到上述目的，本申请提供了一种无人机的网络部署和资源分配的方法，具体包括以下步骤：获取初始信息，进行无人机的初始化部署；获取最佳无人机位置部署信息；根据最佳无人机位置部署信息以及无人机的初始化部署，获取最佳无人机缓存分配信息；根据最佳无人机位置部署信息和最佳无人机缓存分配信息，获得最佳用户接入信息；判断迭代最佳无人机位置部署信息、最佳无人机缓存分配信息、最佳用户接入信息的次数是否达到最大迭代次数；若达到最大迭代次数，则输出最终的无人机位置部署信息、无人机缓存分配信息以及用户接入信息。

如上的，其中，获取的初始信息包括，获取无人机的数量、候选部署数量、无人机能够缓存的内容以及用户个数；无人机的初始化部署包括，构建无人机位置部署指示矩阵，得到初始化无人机位置部署信息构建无人机缓存分配指示矩阵，得到初始化无人机缓存分配信息构建用户接入指示矩阵，得到初始化用户接入信息

如上的，其中，根据无人机的初始化部署获取最佳无人机位置部署信息具体包括以下子步骤：将初始化用户接入信息和初始化无人机缓存分配信息作为输入，初始化无人机位置状态；任选随机数，若随机数小于随机数阈值，则将初始化无人机位置状态中的无人机进行交换；若随机数大于随机数阈值，任选初始化无人机位置状态中的一个无人机转移至任一没有部署无人机的空闲候选位置。