1.3 基于无人机的无线通信

无人机可以作为空中用户设备和空中基站，如图1.1所示。例如，使用无人机为那些车辆难以到达地区提供空中监视是一种更具成本优势的解决方案。在这种情况下，配备摄像头和传感器的无人机可以收集地面上特定目标的视频、实时图像信息以及传感器数据。无人机通过现有的网络设施与地面用户协调，在达到预期服务质量要求的同时，以一定的可靠性、吞吐量和延迟来传输所收集的信息。图1.1中的第一种情况（左侧）要求空中用户设备和至少一个地面基站有较好的连接。然而，当存在空中干扰的用户设备时，预计性能会下降。此外，还必须研究空中用户设备、地面用户设备和蜂窝网络基础设施之间的共存问题。

图1.1 无人机可以作为空中用户设备和空中基站

无人机具有移动性，可以在未来的无线网络中作为空中基站进行部署。在这种情况下，无人机可以根据不同需求动态地提供额外容量。网络服务提供商可以利用无人机网络的这一优势，实现网络扩容，扩大覆盖面积，或在紧急情况下实现快速部署。此外，由于无人机和地面用户之间的有利传播条件，定位服务的精度可以得到提高。图1.1中的第二种情况（右侧）需要在空中基站与所有地面用户设备之间建立更好的联系。与固定基站相比，空中基站能够调整飞行高度实现良好的视线传播。这种情况下的关键挑战是空中基站的最优部署，即在当前情况下实现最大的覆盖范围，并获得更高的数据吞吐量。