【摘 要】
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近年来随着无线移动通信系统的演进发展，由无人机(UAV)辅助的地空通信网络在国内外引起了广泛的研究关注。本文针对紧急救灾场景下的地空通信展开研究，为快速恢复通信，使用UAV部署地空通信网络，研究分析地空通信系统性能。 首先，针对地空通信网络的特性，分析UAV地空通信网络中对无线信道的影响因素，进而展开对UAV地空信道的容量的探讨。建立在紧急情况地面原有通信链路受到破坏被阻断的系统模型，研究搭载转
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近年来随着无线移动通信系统的演进发展，由无人机(UAV)辅助的地空通信网络在国内外引起了广泛的研究关注。本文针对紧急救灾场景下的地空通信展开研究，为快速恢复通信，使用UAV部署地空通信网络，研究分析地空通信系统性能。
首先，针对地空通信网络的特性，分析UAV地空通信网络中对无线信道的影响因素，进而展开对UAV地空信道的容量的探讨。建立在紧急情况地面原有通信链路受到破坏被阻断的系统模型，研究搭载转发放大双跳中继的通信仿真模型，分析了中继转发过程中的各阶段信道容量的上界和优化部署位置，并结合MIMO技术，进一步提升系统信道容量。通过仿真给出了理想条件下达到最佳信道容量的UAV部署位置。
其次，根据对信道容量的分析，基于LTE搭建了UAV系统级地空通信仿真平台，建模用户分布模型、UAV节点模型、UAV地空信道模型和网络布局模型，分析讨论了链路质量模型和链路性能模型，阐述了大尺度衰落、小尺度衰落和阴影衰落对系统性能的影响，对链路自适应和等效信干噪比也作出了分析研究。仿真验证多用户接入时UAV的干扰、调度问题，结合系统级仿真评估标准研究UAV地空通信系统的性能。
最后，在信道容量和仿真平台研究内容的基础上，应用UAV中继辅助通信的系统模型到实际多用户的紧急救灾场景中。为了提高UAV应急通信能力，结合非正交多址技术给出了动态功率分配方案，依据最大化吞吐量和最小化发射功率来优化UAV部署位置。结合实际限制条件，通过优化多用户接入与无人机的轨迹和功率控制相结合，使下行链路通信中所有地面用户的吞吐量最大化。通过对比仿真验证构建模型的有效性，实现了最优的UAV部署和功率分配策略。
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