摘要：针对传统无人机轨迹优化设计方法在构建通信模型上具有局限性的问题,本文面向蜂窝连接无人机通信方式,引入一种基于深度强化学习的无人机路径规划与无线电测绘方法。该方法利用扩展后的双深Q网络模型,结合无线电预测网络,生成无人机轨迹并预测由于动作选择而累计的奖励值。此外,基于Dyna框架将实际飞行和模拟飞行相结合,进一步训练双深Q网络模型,从而大大提高学习效率。仿真结果表明,与Direct-RL算法相比,该方法能更有效地利用学习到的覆盖区域概率图,使无人机避开弱覆盖区域,减小飞行时间和预期中断时间的加权和。

摘要：为了接收临近空间高动态高信息速率用户信号,需要设计载波链路的捕获与跟踪系统。根据临近空间网络高动态高信息速率的链路特性,着重分析了HDHI(HDHI,high dynamic and high information-rate)载波链路捕获跟踪的特性及实现方案。对载波链路捕获跟踪的设计原理做了清晰的说明和推导,提出了适合HDHI载波链路捕获跟踪设计方法,并对高动态高信息环境中接收机的载波捕获与跟踪数字系统的设计做了详细的陈述。最后通过实验和对比论证了利用DQPSK方式的HDHI信号捕获跟踪设计方法是可行的。

摘要：为了提高无人机毫米波波束覆盖区域内的通信容量,改善覆盖区域内用户通信质量,本文结合均匀平面阵列天线,提出采用一种基于目标覆盖区域量化的波束优化设计方法。该方法首先将目标区域进行量化,根据理想波束增益得到理想混合预编码向量;其次,以实际预编码向量与理想预编码向量之间的均方误差最小化为目标获得最优波束,进一步利用改进的正交匹配跟踪算法去拟合产生适合实际系统的波束成形矢量。仿真表明该波束设计方法在收敛速度和收敛精度上均优于传统方法,并可以获得更好的波束形状和波束增益,从而提高无人机目标覆盖区域内用户的通信质量。

摘要：针对无人机(UAV)动态环境下,波束无法实时匹配这一问题,结合毫米波数字-模拟混合波束形成系统,提出采用一种低复杂度的码本设计方法,以提高波束搜索效率。该方法首先建立了分层波束搜索模型并提出以扇形波束作为训练波束;其次将扇形波束的阵列响应改写为傅里叶级数形式,并利用傅里叶反变换得到扇形波束的理想数字码本;最后通过几何贪婪(Greedy Geometric,GG)算法设计数字基带预编码器和射频预编码器,得到了具有快速搜索能力的优化波束。仿真结果表明,该码本优化方法具有较低的复杂度,有效地提高了波束搜索效率,满足了无人机实时波束匹配需求。

摘要：针对电平通过率和平均衰落持续时间能有效反映信道衰落包络的恶劣状况,提出了一种基于几何随机的无人机信道模型,该模型支持任意三维轨迹运动。在此基础上,分析推导了电平通过率和平均衰落持续时间的理论表达式,并得到二维散射情况下的闭式解。针对无人机高速飞行场景的仿真结果表明,本文推导的电平通过率和平均衰落时间理论值与仿真值吻合,并且与实际测量结果基本一致,可极大降低评估计算的复杂度,对UAV通信系统的差错控制编码和分组交织设计具有理论指导意义。

摘要：无人机毫米波通信技术结合无人机和毫米波的优势,提供高速数据传输和广域网络覆盖能力,在军用通信系统中拥有广阔的应用前景。精确的信道模型是无人机毫米波系统设计和性能评估的重要理论基础。不同于传统移动通信场景,无人机通信信道具有明显的三维传播特征,构建模型需要考虑包括三维散射空间、三维飞行轨迹及姿态、三维阵列天线和三维窄波束等多种因素。本文首先总结了无人机毫米波信道建模的新需求和挑战,并详细阐述了无线信道建模方法以及现有信道模型的研究进展,最后给出了信道建模的发展方向及关键技术,旨在为无人机毫米波信道模型的科学构建和标准化等研究提供参考。

摘要：针对传统移动信道模型不适用于无人机毫米波通信场景的问题,本文基于射线追踪原理构建了一个无人机毫米波三维几何信道模型,并提出了一种针对该模型的信道参数更新算法,该算法考虑了通信距离、信号角度、路径时延和功率等传播参数的随时间演进过程。在此基础上,针对南京航空航天大学校园传播场景,研究分析了时延分布、时延扩展、角度分布和角度扩展等信道统计特性。数值仿真结果表明,本文模型能够有效复现无人机信道的时变非平稳特性,输出信道统计特性与实测结果吻合,可用于无人机毫米波通信系统的方案设计、性能优化和评估验证等领域。

摘要：由于卫星通信具有带宽有限、时延受限、信道误码率高等特点,因而设计星上交换结构时必须尽可能降低交换时延,减少内部阻塞。同时,组播业务的广泛应用使得星上交换需要具备单组播并行处理能力。为此,提出一种基于蚁群算法的星上异步传输方式(ATM)单组播并行交换结构,并对此方案进行了分析和仿真。结果表明,该结构由于采用了蚁群算法和阻塞规避方案,实现了单组播并行处理,并有效改善了信元时延和信元丢失率等性能。

摘要：为了保证无人机毫米波基站多波束覆盖区域内通信容量的同时,降低硬件成本和系统复杂度,本文提出采用一种基于混合波束成形结构的波束优化设计方法。该方法首先从多波束混合成形系统结构入手,而后基于多波束总体频谱效率最大化问题分别对数字预编码器和射频移相预编码器进行设计,达到降低系统射频链数目的目标。仿真试验表明,该波束设计方法可以在获得较好波束增益的同时降低系统复杂度,从而提高无人机目标覆盖区域内用户的通信质量。