[发明专利]一种基于非正交多址接入的无人机中继传输控制方法

说明书

本发明涉及一种基于非正交多址接入的无人机中继传输控制方法，其特征在于，无人机作为中继站，分别与基站和用户所在的用户端建立通信链路，多个用户端通过组合形成用户端组，用户端根据对应的信道增益划分为高等级用户端和低等级用户端，高等级用户端的信道增益高于低等级用户端的信道增益，用户端组中设有至少一个高等级用户端，低等级用户端分配到高等级用户端所在的用户端组，低等级用户根据其信道增益和信道条件进行分配，且高等级用户先于低等级用户进行用户端组的分配。与现有技术相比，本发明具有提高基于NOMA的无人机中继网络的频谱效率，从而有效提高无人机中继网络的吞吐量性能等优点。

技术领域

本发明涉及无人机数据传输技术领域，尤其是涉及一种基于非正交多址接入的无人机中继传输控制方法。

背景技术

随着无人机技术的逐渐成熟和制造成本的降低，无人机在通信行业中的应用越来越受到重视。通过配备通信设施的无人机，可以快速建立通信链路。同时，我们可以灵活部署或回收无人机，解决业务需求的潮汐效应，降低网络成本与能耗。这些优点使无人机辅助通信受到了广泛关注。另外，与传统的单跳传输相比，中继传输通信可以有效地扩展无线网络的覆盖范围，降低无线信道的路径损耗，并提高数据传输的可靠性。而无人机的优点使得它非常合适应用在中继技术中，作为一个灵活的飞行中继来辅助数据传输。在传统的无人机网络中接入方式是正交多址(OMA)，但由于严格正交的限制，这一接入方式限制了频谱效率，从而容易产生数据拥塞。于是将能提高频谱效率的非正交多址接入(NOMA)技术应用于无人机中继通信中是一个非常自然且重要的研究方向。

目前已有研究讨论了NOMA在无人机中继系统中的应用，它被用来帮助无人机为单源到多个目的地提供中继服务。有研究将无人机设计成为卫星和随机配对的用户中继，通过推导用户中断概率优化无人机位置，从而使系统吞吐量最大化。也有研究假设所有用户都在同一个NOMA组中，通过联合优化无人机的定位和发射功率，从而实现无人机的功耗最小化。但是此前的研究工作都没有考虑用户分组对传输性能的影响，而这是实际应用中提高系统频谱效率一个非常有效的方案。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于非正交多址接入的无人机中继传输控制方法，提高基于NOMA的无人机中继网络的频谱效率，从而有效提高无人机中继网络的吞吐量性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于非正交多址接入的无人机中继传输控制方法，无人机作为中继站，分别与基站和用户所在的用户端建立通信链路，所述多个用户端通过组合形成用户端组，所述用户端根据对应的信道增益划分为高等级用户端和低等级用户端，所述高等级用户端的信道增益高于所述低等级用户端的信道增益，所述用户端组中设有至少一个高等级用户端，所述低等级用户端分配到高等级用户端所在的用户端组，所述低等级用户根据其信道增益和信道条件进行分配，且高等级用户先于低等级用户进行用户端组的分配。

所述用户端组的数量为1个或1个以上。

进一步地，所述用户端组的数量根据高等级用户端的数量计算得到。

进一步地，每个所述用户端组中用户端的数量相同，组内频谱资源可以复用。

所述控制方法通过基于NOMA的无人机中继网络传输复用用户端组内的频谱资源。

所述无人机的工作方式为时分双工方式。

所述无人机作为中继站进行数据中继的方式为解码转发模式。

所述无人机与用户端之间的通信链路具体为短距离视距通信链路。

所述无人机在每个时隙内的通信过程具体为两个时间跳。

进一步地，第一个所述时间跳的通信过程为基站与无人机进行通信，第二个所述时间跳的通信过程为无人机与用户端进行通信。