2.4 无人机通信

未来的5G无线接入网希望无缝、无所不在地连接所有东西，支持至少1000倍的通信量、1000亿个连接的无线设备，以及对可靠性、延迟、电池寿命等多方面的要求，而不是目前的4G蜂窝网络。如今，物联网（IoT）的普及引发了即将到来的5G/B5G无线网络移动数据流量的激增。根据有关报告显示，到2028年，全球移动通信流量将达到1 ZB/月。这将导致目前的基础设施面临巨大的容量压力，并在增加资本投资和运营成本方面给电信运营商带来沉重的负担。早期的一些工作致力于异构网络（HetNets）（即，部署各种小单元）来满足这些不断增长的需求。

然而，在意外或紧急情况下（例如救灾和服务恢复），由于业务开支高以及复杂和多变的环境，部署地面基础设施在经济上是不可行且具有挑战性的。为了解决这一问题，利用无人机（UAV）的智能异构架构被认为是一个很有前途的新范式，可以促进未来无线网络的三种主要使用场景：增强移动宽带场景（Enhanced Mobile Broadbad，eMBB）宽带消费、超可靠低延迟通信场景（Ultrareliable Low-latency Communication，URLLC）和大规模机器通信场景（Massive Machine Type Communication，mMTC）[17]。例如，UAV可以在受灾地区提供网络服务恢复，增强公共安全网络，或在URLLC需要处理其他紧急情况方面发挥核心作用。特别是UAV辅助的eMBB可以作为5G蜂窝网络的重要补充[18]。因此，UAV被认为是5G/B5G无线技术的重要组成部分。一般而言，无人机网络具有以下特点。

1）视距链路：由于在空中通常没有障碍物，UAV链路的主要成分为无人机和用户之间的视线（Line of Sight，LoS）链路，阴影和多径衰落的影响较少。在更复杂的实际场景中，例如城市区域，地面上的建筑物和其他障碍物可能会阻碍无人机的飞行和信号传输，UAV信道需要同时考虑LoS和非视距（Non-Line of Sight，NLoS）链路。

2）移动性：当UAV在空中飞行时，覆盖区域变得多种多样。因此，UAV能够服务不同类型的地面用户。例如，UAV能够漫游在服务的用户上方以增强信道条件，从而提高系统吞吐量。

3）灵活性：UAV可以根据用户的实时需求快速部署，在三维空间内灵活调整位置，使UAV网络能够以较低的成本为地面用户提供随需应变服务。

4）UAV群网络：一群UAV能够形成灵活得多UAV网络，为地面用户提供无处不在的连接。多UAV网络具有灵活性强、提供速度快的特点，是一种快速有效恢复和扩展通信的可行解决方案。