本發(fā)明涉及移動通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法和裝置。

背景技術(shù)：

如今，移動電話在人們的日常生活中有相對重要的作用。在移動通信系統(tǒng)中，基站負(fù)責(zé)上行的數(shù)據(jù)收集與下行的數(shù)據(jù)分發(fā)。在諸如地震、洪水等自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，移動通信系統(tǒng)的基站可能會受到物理性破壞而無法正常工作，也有可能由于沒有電能的供給而無法正常工作。這時(shí)，可以將一些攜帶基站通信模塊的(旋翼)無人機(jī)部署在移動通信系統(tǒng)地面基站無法正常工作的受災(zāi)區(qū)域。通常將這些攜帶基站通信模塊的無人機(jī)稱為無人機(jī)基站，無人機(jī)基站向用戶提供移動通信服務(wù)，各個(gè)無人機(jī)基站之間通過無線鏈路相互連接，并通過多跳傳輸鏈路連接到無人機(jī)基站控制中心。無人機(jī)基站控制中心的作用是對無人機(jī)的位置與高度進(jìn)行控制與調(diào)整。

在應(yīng)災(zāi)通信中，由于自然災(zāi)害的影響，受災(zāi)區(qū)域的地形、建筑物高度和形狀都有可能發(fā)生變化，地對空通信中的視距通信(Line of Sight，LoS)概率與非視距通信(Non-Line of Sight，NLoS)概率會受到受災(zāi)區(qū)域地形以及建筑物高度和形狀的影響，因而，需要根據(jù)受災(zāi)區(qū)域具體的地理情況對無人機(jī)的位置與高度進(jìn)行控制。在自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)，用戶會選擇特定的避災(zāi)地點(diǎn)或者會在特定的區(qū)域聚集，比如，洪災(zāi)發(fā)生時(shí)人們會選取盡量高的地點(diǎn)進(jìn)行避難，地震發(fā)生時(shí)人們會在開闊的廣場聚集。而且人們可能根據(jù)災(zāi)害的情況調(diào)整自己的位置，由于用戶的動態(tài)移動以及用戶業(yè)務(wù)需求的隨機(jī)性、時(shí)變性和不均衡性，受災(zāi)區(qū)域內(nèi)各個(gè)小區(qū)域的業(yè)務(wù)量是動態(tài)變化的，并且在各個(gè)小區(qū)域間可能有很大的差別。因此，需要根據(jù)受災(zāi)區(qū)域內(nèi)用戶的移動和用戶業(yè)務(wù)需求的動態(tài)變化，對無人機(jī)的位置與高度進(jìn)行動態(tài)的控制，從而提高通信資源的利用率，提高無人機(jī)基站輔助的應(yīng)災(zāi)通信的網(wǎng)絡(luò)連通率。

發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中發(fā)現(xiàn)，目前實(shí)現(xiàn)無人機(jī)基站位置與高度的控制方法，通常是在固定的高度上對無人機(jī)的位置進(jìn)行控制與調(diào)整，具體根據(jù)用戶在受災(zāi)場景中的分布位置，控制無人機(jī)的位置，提升通過無人機(jī)節(jié)點(diǎn)中繼輔助的點(diǎn)到點(diǎn)之間的連通性；或者是根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的建筑物密度、平均高度等信息，對地對空信道進(jìn)行估計(jì)，設(shè)置固定的無人機(jī)高度與位置。這些方法都沒有考慮人們在自然災(zāi)害發(fā)生后的行為，比如，洪災(zāi)發(fā)生時(shí)人們會選取盡量高的地點(diǎn)進(jìn)行避難，地震發(fā)生時(shí)人們會在開闊的廣場聚集等。用戶的上述行為會對地對空信道質(zhì)量產(chǎn)生影響，因此提出一種有效地?zé)o人機(jī)基站控制方法和相應(yīng)裝置，以保障地對空信道質(zhì)量是十分重要且必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提出一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法和裝置，用以提高無人機(jī)應(yīng)災(zāi)通信系統(tǒng)的無線資源利用率。

基于上述目的本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法，包括：

對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行粗略估計(jì)，計(jì)算無人機(jī)基站的初始數(shù)目以及各無人機(jī)基站的初始位置與初始高度；

根據(jù)各所述無人機(jī)基站的初始位置與初始高度部署所述無人機(jī)基站，由無人機(jī)基站對覆蓋范圍內(nèi)的用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)；

所述無人機(jī)基站周期性地對覆蓋范圍內(nèi)的各用戶與自身之間的信道質(zhì)量信息進(jìn)行測量、記錄和上傳；

根據(jù)所述信道質(zhì)量信息進(jìn)行分析，對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行精確估計(jì)，周期性地對各個(gè)無人機(jī)基站的部署位置與高度進(jìn)行調(diào)整。

可選的，所述對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行粗略估計(jì)，計(jì)算無人機(jī)基站的初始數(shù)目以及各無人機(jī)基站的初始位置與初始高度，具體包括：

根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的形狀與面積，以及無人機(jī)基站的覆蓋半徑計(jì)算小區(qū)數(shù)量，每個(gè)小區(qū)中設(shè)置一個(gè)所述無人機(jī)基站；

將所述小區(qū)的幾何中心作為該小區(qū)對應(yīng)無人機(jī)基站的初始位置；

根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的地形、建筑物密度、建筑物平均高度等信息計(jì)算各無人機(jī)基站的初始高度。

可選的，所述根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的地形、建筑物密度、建筑物平均高度等信息計(jì)算各無人機(jī)基站的初始高度，具體包括：

根據(jù)小區(qū)內(nèi)地形、建筑物密度、建筑物平均高度等信息，估算所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與任一地面用戶進(jìn)行視距傳輸?shù)母怕屎头且暰鄠鬏數(shù)母怕剩?/p>

根據(jù)所述視距傳輸?shù)母怕屎头且暰鄠鬏數(shù)母怕?，建立所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與所述任一地面用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率模型；

以平均接收功率取到最大值時(shí)，所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站的高度作為該無人機(jī)基站的初始高度。

可選的，所述建立所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與所述任一地面用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率模型，具體包括：

將所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站到某一地面用戶發(fā)生視距傳輸?shù)母怕时硎緸閰?shù)B和C和環(huán)境有關(guān)，具體與建筑物平均高度以及建筑物密度等環(huán)境參數(shù)有關(guān)；參數(shù)θ是用戶和無人機(jī)基站的上傾角；

將所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站到某一地面用戶發(fā)生非視距傳輸?shù)母怕时硎緸镻_NLoS＝1-P_LoS；

將所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與所述任一地面用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率表示為其中P_t為發(fā)射功率，L為與傳輸距離d正相關(guān)的路徑損耗，μ_LoS為視距傳輸時(shí)疊加在路徑損耗上的額外損耗，μ_NLoS為非視距傳輸時(shí)疊加在路徑損耗上的額外損耗。

可選的，所述根據(jù)所述信道質(zhì)量信息進(jìn)行分析，對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行精確估計(jì)，周期性地對各個(gè)無人機(jī)基站的部署位置與高度進(jìn)行調(diào)整，具體包括：

獲取小區(qū)內(nèi)的用戶的分布狀態(tài)，將每個(gè)用戶作為質(zhì)量相同的質(zhì)點(diǎn)，計(jì)算所述小區(qū)內(nèi)全部用戶組成的質(zhì)點(diǎn)組的重心；

將所述小區(qū)的幾何中心與所述小區(qū)內(nèi)全部用戶組成的質(zhì)點(diǎn)組的重心連線，模擬將所述無人機(jī)基站設(shè)置于所述連線上不同位置時(shí)，小區(qū)中心用戶平均吞吐量以及小區(qū)邊緣用戶平均吞吐量的比例關(guān)系，根據(jù)實(shí)地情況和業(yè)務(wù)需要確定所述無人機(jī)基站在所述連線上的具體位置并替換所述初始位置。

基于上述目的本發(fā)明實(shí)施例的另一方面提供一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制裝置，包括：

對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行粗略估計(jì)，計(jì)算無人機(jī)基站的初始數(shù)目以及各無人機(jī)基站的初始位置與初始高度；

根據(jù)各所述無人機(jī)基站的初始位置與初始高度部署所述無人機(jī)基站，由無人機(jī)基站對覆蓋范圍內(nèi)的用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)；

所述無人機(jī)基站周期性地對覆蓋范圍內(nèi)的各用戶與自身之間的信道質(zhì)量信息進(jìn)行測量、記錄和上傳；

根據(jù)所述信道質(zhì)量信息進(jìn)行分析，對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行精確估計(jì)，周期性地對各個(gè)無人機(jī)基站的部署位置與高度進(jìn)行調(diào)整。

可選的，所述對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行粗略估計(jì)，計(jì)算無人機(jī)基站的初始數(shù)目以及各無人機(jī)基站的初始位置與初始高度，具體包括：

根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的形狀與面積，以及無人機(jī)基站的覆蓋半徑計(jì)算小區(qū)數(shù)量，每個(gè)小區(qū)中設(shè)置一個(gè)所述無人機(jī)基站；

將所述小區(qū)的幾何中心作為該小區(qū)對應(yīng)無人機(jī)基站的初始位置；

根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的地形、建筑物密度、建筑物平均高度等信息計(jì)算各無人機(jī)基站的初始高度。

可選的，所述根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的地形、建筑物密度、建筑物平均高度等信息計(jì)算各無人機(jī)基站的初始高度，具體包括：

根據(jù)小區(qū)內(nèi)地形、建筑物密度、建筑物平均高度等信息，估算所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與任一地面用戶進(jìn)行視距傳輸?shù)母怕屎头且暰鄠鬏數(shù)母怕剩?/p>

根據(jù)所述視距傳輸?shù)母怕屎头且暰鄠鬏數(shù)母怕剩⑺鲂^(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與所述任一地面用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率模型；

以所述平均接收功率取到最大值時(shí)，所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站的高度作為該無人機(jī)基站的初始高度。

可選的，所述建立所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與所述任一地面用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率模型，具體包括：

將所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站到某一地面用戶發(fā)生視距傳輸?shù)母怕时硎緸閰?shù)B和C和環(huán)境有關(guān)，具體與建筑物平均高度以及建筑物密度等環(huán)境參數(shù)有關(guān)；參數(shù)θ是用戶和無人機(jī)基站的上傾角；

將所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站到某一地面用戶發(fā)生非視距傳輸?shù)母怕时硎緸镻_NLoS＝1-P_LoS；

將所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與所述任一地面用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率表示為其中P_t為發(fā)射功率，L為與傳輸距離d正相關(guān)的路徑損耗，μ_LoS為視距傳輸時(shí)疊加在路徑損耗上的額外損耗，μ_NLoS為非視距傳輸時(shí)疊加在路徑損耗上的額外損耗。

可選的，所述根據(jù)所述信道質(zhì)量信息進(jìn)行分析，對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行精確估計(jì)，周期性地對各個(gè)無人機(jī)基站的部署位置與高度進(jìn)行調(diào)整，具體包括：

獲取小區(qū)內(nèi)的用戶的分布狀態(tài)，將每個(gè)用戶作為質(zhì)量相同的質(zhì)點(diǎn)，計(jì)算所述小區(qū)內(nèi)全部用戶組成的質(zhì)點(diǎn)組的重心；

將所述小區(qū)的幾何中心與所述小區(qū)內(nèi)全部用戶組成的質(zhì)點(diǎn)組的重心連線，模擬將所述無人機(jī)基站設(shè)置于所述連線上不同位置時(shí)，小區(qū)中心用戶平均吞吐量以及小區(qū)邊緣用戶平均吞吐量的比例關(guān)系，根據(jù)實(shí)地情況和業(yè)務(wù)需要確定所述無人機(jī)基站在所述連線上的具體位置并替換所述初始位置。

從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法和裝置，在對無人機(jī)基站的初始位置和初始高度進(jìn)行設(shè)置之后，還會根據(jù)受災(zāi)區(qū)域內(nèi)用戶的移動和用戶業(yè)務(wù)需求的動態(tài)變化，對無人機(jī)基站的位置與高度進(jìn)行動態(tài)的控制，從而提高通信資源的利用率，提高無人機(jī)基站輔助的應(yīng)災(zāi)通信的網(wǎng)絡(luò)連通率，保證地對空信道質(zhì)量，保障災(zāi)區(qū)通信的穩(wěn)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法的實(shí)施例的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法的實(shí)施例中小區(qū)設(shè)置的示意圖；

圖3為本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法的實(shí)施例中視距傳輸與非視距傳輸?shù)氖疽鈭D；

圖4為本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法的實(shí)施例中小區(qū)中心用戶密度高時(shí)無人機(jī)基站高度的示意圖；

圖5為本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法的實(shí)施例中小區(qū)邊緣用戶密度高時(shí)無人機(jī)基站高度的示意圖；

圖6為本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法的實(shí)施例中無人機(jī)基站位置的選擇示意圖；

圖7為本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制裝置的實(shí)施例的模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合具體實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。

需要說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是為了區(qū)分兩個(gè)相同名稱非相同的實(shí)體或者非相同的參量，可見“第一”“第二”僅為了表述的方便，不應(yīng)理解為對本發(fā)明實(shí)施例的限定，后續(xù)實(shí)施例對此不再一一說明。

圖1為本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法的實(shí)施例的流程示意圖。如圖所示，在本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面公開了一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法，可選的，應(yīng)用于服務(wù)器、控制中心，包括：

S10，對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行粗略估計(jì)，計(jì)算無人機(jī)基站的初始數(shù)目以及各無人機(jī)基站的初始位置與初始高度。

S11，根據(jù)各所述無人機(jī)基站的初始位置與初始高度部署所述無人機(jī)基站，由無人機(jī)基站對覆蓋范圍內(nèi)的用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。

S12，所述無人機(jī)基站周期性地對覆蓋范圍內(nèi)的各用戶與自身之間的信道質(zhì)量信息進(jìn)行測量、記錄和上傳。

S13，根據(jù)所述信道質(zhì)量信息進(jìn)行分析，對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行精確估計(jì)，根據(jù)所述精確估計(jì)的結(jié)果周期性地對各個(gè)無人機(jī)基站的部署位置與高度進(jìn)行調(diào)整。

步驟S10與S13中，對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行估計(jì)時(shí)，需要用到的地形、建筑物密度、建筑物平均高度等信息，可以由城市建設(shè)信息相關(guān)部門獲取。

步驟S11和步驟S13中，無人機(jī)基站對信道質(zhì)量信息進(jìn)行測量、記錄和上傳的周期(上傳周期)，和周期性對各個(gè)無人機(jī)基站的部署位置與高度進(jìn)行調(diào)整的周期(部署周期)可以是不相同的。例如，部署周期是上傳周期的某一整數(shù)倍，在進(jìn)行數(shù)次上傳后，對于各無人機(jī)基站的地對空信道特點(diǎn)的變化趨勢進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評估，根據(jù)評估結(jié)果判斷所述數(shù)次上傳過程中受災(zāi)地區(qū)的環(huán)境變化、人員位置變化等，從而做出地對空信道特點(diǎn)的精確估計(jì)，并重新部署無人機(jī)基站。

從上面所述可以看出，本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法，在對無人機(jī)基站的初始位置和初始高度進(jìn)行設(shè)置之后，還會根據(jù)受災(zāi)區(qū)域內(nèi)用戶的移動和用戶業(yè)務(wù)需求的動態(tài)變化，對無人機(jī)基站的位置與高度進(jìn)行動態(tài)的控制，從而提高通信資源的利用率，提高無人機(jī)基站輔助的應(yīng)災(zāi)通信的網(wǎng)絡(luò)連通率，保證地對空信道質(zhì)量，保障災(zāi)區(qū)通信的穩(wěn)定。

在一些可選的實(shí)施例中，步驟S10，對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行粗略估計(jì)，計(jì)算無人機(jī)基站的初始數(shù)目以及各無人機(jī)基站的初始位置與初始高度，具體包括：

S20，根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的形狀與面積，以及無人機(jī)基站的覆蓋半徑計(jì)算小區(qū)數(shù)量，每個(gè)小區(qū)中設(shè)置一個(gè)所述無人機(jī)基站。

S21，將所述小區(qū)的幾何中心作為該小區(qū)對應(yīng)無人機(jī)基站的初始位置。

S22，根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的地形、建筑物密度、建筑物平均高度等信息計(jì)算各無人機(jī)基站的初始高度。

圖2為本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法的實(shí)施例中小區(qū)設(shè)置的示意圖。如圖所示，步驟S20中，在計(jì)算小區(qū)數(shù)量時(shí)，可以選用六邊形小區(qū)或正方形小區(qū)等(附圖2中采用了六邊形小區(qū))，對受災(zāi)區(qū)域進(jìn)行覆蓋，在保證受災(zāi)區(qū)域被覆蓋完全的前提下盡量減少小區(qū)數(shù)量，然后在每個(gè)小區(qū)中設(shè)置無人機(jī)基站。

較佳的，在另一可選的實(shí)施例中，S22，根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的地形、建筑物密度、建筑物平均高度等信息計(jì)算各無人機(jī)基站的初始高度，具體包括：

S30，根據(jù)小區(qū)內(nèi)地形、建筑物密度、建筑物平均高度等信息，估算所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與任一地面用戶進(jìn)行視距傳輸?shù)母怕屎头且暰鄠鬏數(shù)母怕省?/p>

S31，根據(jù)所述視距傳輸?shù)母怕屎头且暰鄠鬏數(shù)母怕?，建立所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與所述任一地面用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率模型。

S32，根據(jù)所述平均接收功率模型，結(jié)合地面用戶的初始分布狀態(tài)估計(jì)，計(jì)算所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與小區(qū)內(nèi)全部用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率。

S33，以所述平均接收功率取到最大值時(shí)，所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站的高度作為該無人機(jī)基站的初始高度。

步驟S32中，所述地面用戶的初始分布狀態(tài)估計(jì)是指，對于該小區(qū)內(nèi)用戶在常規(guī)受災(zāi)狀態(tài)下的分布估計(jì)；例如在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，人群傾向于朝向平坦、寬闊的地區(qū)聚集，而在發(fā)生洪澇災(zāi)害時(shí)，人群傾向于朝向地勢較高的地區(qū)聚集。因此在進(jìn)行初始高度的計(jì)算式，應(yīng)當(dāng)考慮上述情形，對用戶的初始分布狀態(tài)進(jìn)行估計(jì)。

在步驟S32中，根據(jù)所述平均接收功率模型，可以得到在視距傳輸與非視距傳輸時(shí)對于單一用戶通信的接收功率的平均值，結(jié)合所述用戶初始分布狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算(模擬一定數(shù)量用戶進(jìn)行視距傳輸而其余用戶進(jìn)行非視距傳輸)，就可以得到小區(qū)內(nèi)所有用戶接收功率的平均值，對這些平均值再次求取平均即可得到小區(qū)內(nèi)全部用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率。

在又一可選的實(shí)施例中，S31中，建立所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與所述任一地面用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率模型，具體包括：

S40，將所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站到某一地面用戶發(fā)生視距傳輸?shù)母怕时硎緸閰?shù)B和C和環(huán)境有關(guān)，具體與建筑物平均高度以及建筑物密度等環(huán)境參數(shù)有關(guān)；參數(shù)θ是用戶和無人機(jī)基站的上傾角，可以根據(jù)用戶的初始分布狀態(tài)得到用戶的位置，從而參數(shù)θ可以表示為用戶位置到無人機(jī)基站水平距離和無人機(jī)進(jìn)展初始高度H的函數(shù)。

S41，將所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站到某一地面用戶發(fā)生非視距傳輸?shù)母怕时硎緸镻_NLoS＝1-P_LoS。

S42，將所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與所述任一地面用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率表示為其中P_t為發(fā)射功率，L為與傳輸距離d正相關(guān)的路徑損耗，μ_LoS為視距傳輸時(shí)疊加在路徑損耗上的額外損耗，μ_NLoS為非視距傳輸時(shí)疊加在路徑損耗上的額外損耗。

圖3為本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法的實(shí)施例中視距傳輸與非視距傳輸?shù)氖疽鈭D。參考附圖3，如圖所示，圖中用戶A，用戶C與無人機(jī)基站之間均沒有建筑物阻擋，因此進(jìn)行視距傳輸；而用戶B與無人機(jī)基站之間有建筑物阻擋，進(jìn)行非視距傳輸。各用戶與無人機(jī)基站的上傾角在圖中也已示出，需要說明的時(shí)，無論進(jìn)行視距傳輸還是非視距傳輸，上傾角均為用戶質(zhì)點(diǎn)與無人機(jī)基站的連線，和地平面所成的夾角。

步驟S40中，關(guān)于參數(shù)B、C的取值和意義源于參考文獻(xiàn)[1]Al-Hourani,Akram,Sithamparanathan Kandeepan,and Simon Lardner.”O(jiān)ptimal LAP altitude for maximum coverage.”IEEE Wireless Communications Letters 3.6(2014):569-572，此處給出以供參考。

步驟S42中，可見是關(guān)于P_LoS的函數(shù)，而P_LoS是關(guān)于高度H的函數(shù)，因此是關(guān)于H的函數(shù)。通過求取最大值下的H取值(對求取關(guān)于H的導(dǎo)數(shù)并取0)，即可得到無人機(jī)基站的初始高度。

圖4為本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法的實(shí)施例中小區(qū)中心用戶密度高時(shí)無人機(jī)基站高度的示意圖；圖5為本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制方法的實(shí)施例中小區(qū)邊緣用戶密度高時(shí)無人機(jī)基站高度的示意圖。參考附圖，結(jié)合較為具體的場景對上述步驟S40-S42的步驟進(jìn)行說明。圖4中用戶大多集中在小區(qū)中心，此時(shí)無人機(jī)基站應(yīng)當(dāng)偏重于提升中心用戶的單位資源的通信速率，其高度h₁相對較低，以便縮短與大部分中心用戶的距離，提升傳輸效率；圖5中用戶大多集中在小區(qū)邊緣，此時(shí)無人機(jī)基站應(yīng)當(dāng)偏重于提升邊緣用戶的單位資源的通信速率，其高度h₂相對較高(其他條件相同時(shí)，高于h₁)，以減少與邊緣用戶發(fā)生的非視距通信，降低信道衰減。

進(jìn)一步，S13中，根據(jù)所述信道質(zhì)量信息進(jìn)行分析，對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行精確估計(jì)，周期性地對各個(gè)無人機(jī)基站的部署位置與高度進(jìn)行調(diào)整，具體包括：

S50，獲取小區(qū)內(nèi)的用戶的分布狀態(tài)，將每個(gè)用戶作為質(zhì)量相同的質(zhì)點(diǎn)，計(jì)算所述小區(qū)內(nèi)全部用戶組成的質(zhì)點(diǎn)組的重心。

S51，將所述小區(qū)的幾何中心與所述小區(qū)內(nèi)全部用戶組成的質(zhì)點(diǎn)組的重心連線，模擬將所述無人機(jī)基站設(shè)置于所述連線上不同位置時(shí)，小區(qū)內(nèi)全部用戶平均吞吐量以及小區(qū)邊緣用戶平均吞吐量的比例關(guān)系，根據(jù)實(shí)地情況和業(yè)務(wù)需要確定所述無人機(jī)基站在所述連線上的具體位置并替換所述初始位置。

示例性的，令服務(wù)小區(qū)的幾何中心(x_中,y_中)，用戶建模的質(zhì)點(diǎn)組的重心(x_重,y_重)，將無人機(jī)基站設(shè)置于(x_中,y_中)和(x_重,y_重)的連線上的一點(diǎn)，所述連線上的一點(diǎn)令b*(小區(qū)中心用戶平均吞吐量)+(1-b)*(小區(qū)邊緣用戶平均吞吐量)取最大值，其中b是取值范圍在[0，1]的實(shí)數(shù)，b表示對小區(qū)中心用戶和小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量的側(cè)重程度，根據(jù)b的取值確定無人機(jī)基站的具體位置。

圖7為本發(fā)明提供的一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制裝置的實(shí)施例的模塊示意圖。如圖所示，本發(fā)明的另一方面進(jìn)一步提供一種應(yīng)災(zāi)無人機(jī)基站的控制裝置，包括：

接收單元60，用于獲取受災(zāi)區(qū)域的地形等信息。

處理單元61，用于對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行粗略估計(jì)，計(jì)算無人機(jī)基站的初始數(shù)目以及各無人機(jī)基站的初始位置與初始高度。

發(fā)送單元62，用于根據(jù)各所述無人機(jī)基站的初始位置與初始高度部署所述無人機(jī)基站，由無人機(jī)基站對覆蓋范圍內(nèi)的用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)；所述無人機(jī)基站周期性地對覆蓋范圍內(nèi)的各用戶與自身之間的信道質(zhì)量信息進(jìn)行測量、記錄和上傳。

所述處理單元還用于根據(jù)所述信道質(zhì)量信息進(jìn)行分析，對受災(zāi)區(qū)域的地形以及地對空信道特點(diǎn)進(jìn)行精確估計(jì)，所述發(fā)送單元還用于根據(jù)所述精確估計(jì)的結(jié)果周期性地對各個(gè)無人機(jī)基站的部署位置與高度進(jìn)行調(diào)整。

可選的，所述處理單元60用于根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的形狀與面積，以及無人機(jī)基站的覆蓋半徑計(jì)算小區(qū)數(shù)量，每個(gè)小區(qū)中設(shè)置一個(gè)所述無人機(jī)基站；將所述小區(qū)的幾何中心作為該小區(qū)對應(yīng)無人機(jī)基站的初始位置；根據(jù)受災(zāi)區(qū)域的地形、建筑物密度、建筑物平均高度等信息計(jì)算各無人機(jī)基站的初始高度。

可選的，所述處理單元60用于根據(jù)小區(qū)內(nèi)地形、建筑物密度、建筑物平均高度等信息，估算所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與任一地面用戶進(jìn)行視距傳輸?shù)母怕屎头且暰鄠鬏數(shù)母怕?；根?jù)所述視距傳輸?shù)母怕屎头且暰鄠鬏數(shù)母怕?，建立所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與所述任一地面用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率模型；根據(jù)所述平均接收功率模型，結(jié)合地面用戶的初始分布狀態(tài)估計(jì)，計(jì)算所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與小區(qū)內(nèi)全部用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率；以所述平均接收功率取到最大值時(shí)，所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站的高度作為該無人機(jī)基站的初始高度。

可選的，所述處理單元60用于將所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站到某一地面用戶發(fā)生視距傳輸?shù)母怕时硎緸閰?shù)B和C和環(huán)境有關(guān)，具體與建筑物平均高度以及建筑物密度等環(huán)境參數(shù)有關(guān)；參數(shù)θ是用戶和無人機(jī)基站的上傾角；將所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站到某一地面用戶發(fā)生非視距傳輸?shù)母怕时硎緸镻_NLoS＝1-P_LoS；將所述小區(qū)對應(yīng)的無人機(jī)基站與所述任一地面用戶進(jìn)行通信時(shí)的平均接收功率表示為其中P_t為發(fā)射功率，L為與傳輸距離d正相關(guān)的路徑損耗，μ_LoS為視距傳輸時(shí)疊加在路徑損耗上的額外損耗，μ_NLoS為非視距傳輸時(shí)疊加在路徑損耗上的額外損耗。

可選的，所述處理單元60用于獲取小區(qū)內(nèi)的用戶的分布狀態(tài)，將每個(gè)用戶作為質(zhì)量相同的質(zhì)點(diǎn)，計(jì)算所述小區(qū)內(nèi)全部用戶組成的質(zhì)點(diǎn)組的重心；將所述小區(qū)的幾何中心與所述小區(qū)內(nèi)全部用戶組成的質(zhì)點(diǎn)組的重心連線，模擬將所述無人機(jī)基站設(shè)置于所述連線上不同位置時(shí)，小區(qū)內(nèi)全部用戶平均吞吐量以及小區(qū)邊緣用戶平均吞吐量的比例關(guān)系，根據(jù)實(shí)地情況和業(yè)務(wù)需要確定所述無人機(jī)基站在所述連線上的具體位置并替換所述初始位置。

所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：以上任何實(shí)施例的討論僅為示例性的，并非旨在暗示本公開的范圍(包括權(quán)利要求)被限于這些例子；在本發(fā)明的思路下，以上實(shí)施例或者不同實(shí)施例中的技術(shù)特征之間也可以進(jìn)行組合，步驟可以以任意順序?qū)崿F(xiàn)，并存在如上所述的本發(fā)明的不同方面的許多其它變化，為了簡明它們沒有在細(xì)節(jié)中提供。

所述領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過計(jì)算機(jī)程序來指令相關(guān)的硬件來完成，所述的程序可存儲于一計(jì)算機(jī)可讀取存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲介質(zhì)可為磁碟、光盤、只讀存儲記憶體(Read-Only Memory,ROM)或隨機(jī)存儲記憶體(Random Access Memory,RAM)等。

另外，為簡化說明和討論，并且為了不會使本發(fā)明難以理解，在所提供的附圖中可以示出或可以不示出與集成電路(IC)芯片和其它部件的公知的電源/接地連接。此外，可以以框圖的形式示出裝置，以便避免使本發(fā)明難以理解，并且這也考慮了以下事實(shí)，即關(guān)于這些框圖裝置的實(shí)施方式的細(xì)節(jié)是高度取決于將要實(shí)施本發(fā)明的平臺的(即，這些細(xì)節(jié)應(yīng)當(dāng)完全處于本領(lǐng)域技術(shù)人員的理解范圍內(nèi))。在闡述了具體細(xì)節(jié)(例如，電路)以描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例的情況下，對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的是，可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下或者這些具體細(xì)節(jié)有變化的情況下實(shí)施本發(fā)明。因此，這些描述應(yīng)被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的。

盡管已經(jīng)結(jié)合了本發(fā)明的具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是根據(jù)前面的描述，這些實(shí)施例的很多替換、修改和變型對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說將是顯而易見的。例如，其它存儲器架構(gòu)(例如，動態(tài)RAM(DRAM))可以使用所討論的實(shí)施例。

本發(fā)明的實(shí)施例旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求的寬泛范圍之內(nèi)的所有這樣的替換、修改和變型。因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何省略、修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。