[发明专利]一种空间约束下无人机辅助网络的干扰协调方法

说明书

无人机凭借其大概率视距链路和快速部署能力，成为空天地一体化网络中实现热点分流重要网络单元。本发明实施提供了一种考虑无人机与宏基站空间约束的无人机辅助网络干扰协调方法，通过设定无人机与宏站的约束距离D确定小区中心区域与小区边缘区域.为避免跨层干扰，将无人机部署在小区边缘，并设计了三种服务模式：小区中心用户，由宏基站服务；小区边缘用户选择接收信号功率最强的无人机为其服务无人机，并判断其与宏站接收功率的比值γ′,若γ′大于给定阈值γ,则由无人机单独服务，若γ′小于给定阈值γ,则由宏站与无人机协同传输进行干扰管理。根据覆盖、容量性能，调整无人机高度、密度、约束半径、功率阈值等参数，最优化网络性能。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别涉及未来第五代移动通信(Beyond 5thGeneration，B5G)和第六代移动通信(6th Generation，6G)中，考虑空间约束下无人机辅助网络的干扰协调方法。

背景技术

未来B5G/6G网络在提供更多资源以匹配日益增长的高速率需求的同时，还将更广泛地拓展应用范围，实现无处不在的“泛在连接”。地面基站的部署往往周期长、成本高，使得现有地面基站部署方案并不适用于高动态业务场景：大容量补热场景(热点区域分流、全景视频直播等)和高覆盖补盲场景(救灾应急、治安反恐等)。面对业务多样化和差异化的巨大挑战，无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)基站凭借高动态、更大的视距概率和灵活部署特性，成为未来B5G/6G网络覆盖和容量增强的重要候选解决方案。

由于部署地理位置的限制，仅依靠现有的地面通信系统无法随时随地的提供高速率、高动态的无线接入服务，难以满足时空分布不平衡的补盲、补热业务场景需求。可以构建无人机辅助地面网络组网模型，提供高数据速率的地面网络一体化连接，实现超大覆盖和超高吞吐量，满足多样化场景和特殊场景的通信需求。

然而，无人机大概率视距链路在提升服务质量的同时，也引入强共信道干扰，在无人机辅助地面网络下，这一跨层干扰体现的更加明显。现有的无人机全区域均匀部署的方案，造成了资源的巨大浪费，同时难以解决无人机辅助网络下强跨层干扰的问题。针对无人机场景，学术界目前的研究局限于无人机分布服从二维或三维的均匀泊松点过程的场景，无人机在给定空间内自由分布。然而，现有研究均没有考虑无人机实际部署过程中部署间距和同频干扰的影响，即无人机分布在地面站同频干扰较弱的小区边缘，无法体现无人机分布存在的空间依赖特性。

为解决无人机辅助网络下强跨层干扰问题，需考虑无人机与宏基站的依赖性部署关系，即无人机部署在宏站的边缘区域。宏基站中心区域用户盖性能较好，无需无人机进行热点分流，无人机更需要部署在宏基站的边缘，进行用户分流，提升边缘用户的性能。

同时，无人机的大概率LOS链路和高动态移动能力也使得用户速率波动，小区更加不规则，干扰拓扑更加复杂，需要根据用户的位置分布及干扰拓扑特性，进行有效干扰管理，进一步保障无人机辅助网络的性能。

发明内容

本发明考虑空间约束下无人机辅助网络的干扰协调方法，为克服强跨层干扰，无人机部署在宏站边缘区域。用户根据空间约束大小及协作功率阈值，确定其服务的站点，实现有效的干扰协调。

本发明考虑空间约束下无人机辅助网络的干扰协调方法描述如下：

步骤200，根据网络中地面宏基站的位置分布，和设定的约束半径D,将网络划分为两个区域，即宏基站的中心区域和边缘区域，如图1所示。

宏基站的中心区域Ξ_in，定义为所有与宏基站距离小于等于约束半径D的位置的集合(如图1中灰色区域)，表示为

其中，上述式(1)中，Ψ_BS代表基站位置的集合，D是设定的约束半径。

网络中的其余位置定义为宏基站边缘区域Ξ_out(如图1中白色区域)，表示为