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一种面向用户最大覆盖的多空中基站布局方法

空中基站；定位布局；最大覆盖；功率优化

以无人机为平台的空中基站（Unmanned Aerial Vehicle Base Station, UAV-BS）部署灵活和通视较好，在应急通信场景中具有独特优势，但是UAV-BS位置对通信组网效能具有重要影响，如何优化UAV-BS部署位置，特别是多UAV-BS位置布局是一个关键问题。本文考虑对地面终端用户最大化的覆盖且尽可能降低基站发射功率，提出多UAV-BS定位模型，首先基于通信区域LoS（Line-of-Sight）和NLoS（Non-Line-of-Sight）传输统计特性计算最大覆盖半径及相应UAV-BS定位的高度。在此基础上，将基站水平定位布局视为多圆覆盖问题，构建覆盖用户数最多的非线性约束优化模型，并在保持用户覆盖最大化的前提下，进一步优化各UAV-BS发射功率。然后基于最小覆盖圆问题和遗传算法对定位模型进行求解，计算具有低阶多项式时间复杂度。最后通过仿真验证了所提方法的有效性，结果表明该方法能够实现UAV-BS组网3D布局并能最大化用户覆盖和降低基站功率。