卫海超， 刘铭岳， 张家红， 许爱德

(大连海事大学信息科学技术学院， 大连 116026)

无人机具有视距通信概率高，覆盖范围大和可灵活部署的优点，近年来,在广泛的应用场景中发挥重要作用[1]。例如，在有重大赛事发生的热点地区，用户对通信的需求量可能会在短时间内激增，无人机可以作为一种快速部署的临时基站或空中中继，帮助地面蜂窝网络卸载一部分流量，提高服务质量[2-3]，或在现代军事战争中，作为备份通信系统的中继节点部署在战场中[4]。为了研究无人机通信如何影响蜂窝通信，目前已有一些文献研究了无人机通信网络的性能[5-8]。其中，为了研究大规模网络场景下无人机通信性能，诸多研究采用随机几何的理论工具对无人机空间分布特性进行提取建模，并加以理论分析。文献[5]提出了一种无人机基站协助地面基站协作提供服务的下行通信系统，其中无人机基站和地面基站在水平面上的投影位置分别服从两个独立的泊松点过程(poisson point process, PPP)，推导了典型用户分别与无人机基站和地面基站建立通信连接的概率，进一步推导得出了系统覆盖率，结果显示存在最优无人机部署高度使系统覆盖率最大化。文献[6]将由地面微基站和空中基站中组成的双层网络分别建模为泊松点过程和二项式点过程(binomial point process, BPP)，并引入了一个包含视距(line-of-sight, LOS)和非视距(non-line-of-sight, NLOS) 的信道概率模型，推导出了系统覆盖率和频谱效率。文献[7]提出了一种城市地区无人机通信网络的模型，考虑城市环境中密集的建筑物对通信链路的遮挡，服务无人机的选择遵循接收功率最大化原则，而非以距离最近无人机来服务，进一步推导了该模型下的系统覆盖率。……