无人机网络(UAV 网络)指的是有无人机参与的无线网络,参与方式大致有两种:一种是无人机充当空中基站或中继,把覆盖和容量送到地面网络够不着、或者扛不住的地方;另一种是无人机本身作为空中用户,像手机一样接入蜂窝网络,网络得在三维空间里为它们服务。
背景#
自从有了平价无人机,用的人一直在增加,主要因为它机动性强,能干各种别的办法不好干的空中活儿。眼下5G近在眼前,研究者们正在找更好的办法安排无人机的位置,不管是在空中飞的时候,还是两次飞行之间停在地面的时候。位置摆对了,蜂窝连接质量会更好,空中用户设备和地面设备之间的平均延迟也能降下来。
A Tutorial on UAVs for Wireless Networks: Applications, Challenges, and Open Problems#
UAV的类型#

论文[1]用一张树状图给UAV分类,一层层分到各个子类。

Beyond 5G with UAVs: Foundations of a 3D Wireless Cellular Network#
简介#
- 无人机大规模投入使用,会给无线网络带来很大影响。
- 应用场景包括热成像、包裹递送、空中基站。
- 这篇论文研究的是3D空间里的低空无人机用户设备,由高空平台(飞艇这类UAV)上的接入点为它们提供服务。
背景#
- 以往的研究忽视了无人机本身在飞行中作为用户设备(UE)的情况。
- 关于无人机网络用户关联的已有研究,都没有考虑空中基站。
系统模型#
- 两类无人机:高空无人机充当接入点,服务低空的用户设备无人机。
运输理论#
 - 作者用最优运输理论来决定每台无人机UE接入哪个空中基站。仿真结果显示,相比经典的基于SINR的关联方式,平均延迟最多能降低46%。我的研究#
Facility Location Problem Approach for Distributed Drones#
这篇论文从两个空白出发:政府和航空管理部门迟早会限制无人机能起降的地方,而现有的无人机研究大多直接假定无人机从哪里出发,却不说明理由。于是我们提出了无人机机场,也就是供无人机起降和充电的固定地点,再加上一个从设施选址问题推导出来的算法:从一组候选位置里选出机场,让无人机飞到区域内各个任务点的平均距离最短。它给出的是接近最优的布点,能降低无人机的整体能耗。之后我们又用了几种旅行商问题算法,求出无人机走完所有任务点的最短路线。

上图展示的就是这个想法:把无人机机场设在需求高的区域。大的彩色机场是被选为最优的布点,小的灰色机场是候选位置里没被选上的那些。
设施选址问题#
套用设施选址问题,无人机机场的布点就变成了一个优化问题:给定预算和一组候选位置,找出最合适的建站地点。
