[发明专利]一种无人机基站部署及内容缓存方法

说明书

本发明涉及一种无人机基站部署及内容缓存方法，属于无线通信技术领域。包括以下步骤：步骤1)、建模用户内容需求标识；步骤2)、建模用户关联变量；步骤3)、建模用户内容缓存变量；步骤4)、建模系统带宽分配标识；步骤5)、建模无人机基站部署区域；步骤6)、建模用户数据传输速率；步骤7)、建模用户内容获取时延；步骤8)、建模系统能耗；步骤9)、建模系统总成本；步骤10)、建模联合用户关联及内容缓存限制条件；步骤11)、基于系统总成本最小化确定无人机基站部署及内容缓存策略。本发明可以有效保证每个请求用户最小数据速率要求前提下，无人机部署及内容放置最优，实现系统成本最小化。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种无人机基站部署及内容缓存方法。

背景技术

近年来，由于无人机制造技术的进步和成本的降低，无人机应用于民用和商业领域的步伐显著加快。在无线通信系统中使用UAV已经受到越来越多的关注，与传统地面通信系统相比，通过对UAV的灵活高效部署可以有效提升通信系统性能以及用户业务体验。此外，应用终端直通(Device-to-Device，D2D)及缓存技术，通过在蜂窝基站(Base Station，BS)、UAV以及服务用户(Service User，SU)处缓存部分请求用户(Request User，RU)所需内容，可支持RU直接获取其所需内容，而无需经过蜂窝核心网络，从而可进一步提升内容获取性能。

目前已有文章针对UAV部署问题进行研究，如提出了一种基于覆盖用户数量最大化的无人机部署策略；针对蜂窝网络内容缓存问题，已有文章提出基于缓存命中率最大化或基于缓存开销优化的方案，但现有研究较少考虑蜂窝D2D网络中联合无人机基站部署及内容缓存问题；此外，较少文章联合考虑用户在内容获取过程中所需的时延及能耗问题，难以实现网络综合性能优化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无人机基站部署及内容缓存方法，在该方法中，针对包含一个基站(Base Station，BS)、多个无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)以及多个用户的蜂窝终端直通(Device-to-Device，D2D)系统，假设BS、UAV及SU具有内容缓存的功能，建模用户传输时延、系统能耗及UAV部署成本的加权和为优化目标，实现无人机基站部署及内容缓存策略。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种无人机基站部署及内容缓存方法，包括以下步骤：

步骤1)、建模用户内容需求标识；

步骤2)、建模用户关联变量；

步骤3)、建模用户内容缓存变量；

步骤4)、建模系统带宽分配标识；

步骤5)、建模无人机基站部署区域；

步骤6)、建模用户数据传输速率；

步骤7)、建模用户内容获取时延；

步骤8)、建模系统能耗；

步骤9)、建模系统总成本；

步骤10)、建模联合用户关联及内容缓存限制条件；

步骤11)、基于系统总成本最小化确定无人机基站部署及内容缓存策略。