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2024-11-01 研究院
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近日,中國電信研究院空天地一體領域論文“Service Time Optimization for UAV Aerial Base Station Deployment”被IEEE Internet of Things Journal(IoT-J)(通信領域SCI 1區(qū)國際學術期刊,影響因子8.2)錄用,作者為6G研究中心袁冰冰等。

基于無人機的空天地融合部署是面向6G的關鍵通信解決方案,應用于應急、廣域物聯(lián)、地面感知等典型場景。論文面向空中基站的優(yōu)化部署問題,以無人機作為移動基站,聯(lián)合優(yōu)化無人機在每個分區(qū)內(nèi)的懸停時間和飛行時間,業(yè)界首次實現(xiàn)了最優(yōu)懸停位置的動態(tài)部署和節(jié)能軌跡規(guī)劃。在滿足地面用戶通信傳輸要求的同時,以最小時間成本實現(xiàn)全區(qū)域覆蓋,為6G空天地融合網(wǎng)絡的優(yōu)化部署提供了組網(wǎng)依據(jù)和理論基礎。

論文首創(chuàng)提出的空中基站服務時間優(yōu)化算法,有效應對無人機覆蓋和能耗限制的挑戰(zhàn),滿足對空地融合部署的極致性能要求。首先創(chuàng)新性采用K-means聚類算法,通過最小化簇內(nèi)用戶到簇中心的距離平方和,完成用戶簇聚類和區(qū)域劃分;然后利用GA(Genetic Algorithm)遺傳算法,在無人機發(fā)射功率和覆蓋范圍受限的情況下,迭代求解獲得無人機在每個分區(qū)內(nèi)的最優(yōu)懸停位置和最短懸停時間;最后通過求解TSP(Travelling Salesman Problem)旅行商問題,得到最短飛行軌跡和時間,實現(xiàn)全局的服務時間優(yōu)化策略。

論文提出的創(chuàng)新算法與策略在最短服務時間內(nèi)實現(xiàn)了全區(qū)域覆蓋,相較于已有算法,無人機基站的服務時間成本降低45.8%至66.7%,實現(xiàn)了組網(wǎng)性能的顯著提升。

中國電信研究院面向空天地一體領域,在空地融合組網(wǎng)、天基網(wǎng)絡鏈路優(yōu)化、天地一體語音方案等關鍵方向開展基礎理論攻關,已在頂級期刊和頂級會議上發(fā)表體系化論文。后續(xù),中國電信將與業(yè)界一道,持續(xù)深化空天地一體的技術創(chuàng)新、標準制定與產(chǎn)業(yè)進程。

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