专 题 导 读
2023-01-16赵楠男,刘俊宇,唐杰等
未来无线通信网络存在着海量数据传输与连接密度激增的严峻挑战,但是传统平面型网络的容量与密度已达到瓶颈。无人机具有移动性、稳定性、广覆盖等优势,加之高质量的空地无线信道,可以作为空中基站或中继节点辅助地面通信,为未来网络立体化拓展了新的通信维度。因此,为了缓解地面移动通信网络的压力并降低地面小蜂窝密集部署的成本,无人机必将广泛应用于未来无线通信以拓展立体网络空间并实现高密度、高速度无线传输。尽管如此,无人机空地无线通信网络的研究尚处于起步阶段,其中仍然存在着若干技术难点以待突破。
为了及时发表科研工作者在无人机通信前沿方面取得的研究成果,让产业界进一步了解无人机通信技术发展的动向,推动我国无人机空地无线通信关键技术的发展,我们筹备了本次专题,从无人机辅助边缘计算、仿生无人机集群架构、无人机空地协同调度、无人机通信传输特性分析、空地连续覆盖技术等多个角度介绍无人机空地无线通信技术的最新研究成果。希望借此专题契机,将学术界与产业界的最新技术相融合,加速无人机空地无线通信技术的研究与应用。
本期专题特刊出了来自知名高校与相关企业科研人员的 6篇文章与读者分享。《无人机辅助MEC 系统:架构、关键技术与未来挑战》阐明了无人机辅助MEC系统的概念和技术优势,提出了一种无人机辅助MEC通用架构,总结了典型应用场景,梳理了现有的关键技术,对未来的研究方向和存在的挑战进行了展望和阐述。《面向群体快速融合的仿生无人机集群架构》提出了一种仿生无人机集群的融合架构,通过不同种类的仿生无人机集群自由地融合,增强了无人机集群的异构性,提高了仿生无人机集群架构的协调能力。《基于5G无人机通信的多智能体异构网络选择方法》提出了一种基于 5G无人机通信的多智能体异构网络选择方法,将用户侧的时延和传输速率需求与网络侧的负载均衡需求综合考虑,通过 NashQ-Learning算法进行学习,得到了异构网络环境下的网络选择决策模型。《无人机辅助无蜂窝大规模MIMO中的空地协同调度》提出了一种综合无人机辅助通信和无蜂窝大规模MIMO通信的双系统架构,设计了基于深度强化学习的无人机轨迹设计和地面用户调度方案,在满足各类约束的前提下实现系统总和速率最大化。《基于抛物方程的无人机通信场景传播特性分析》建立了一种无人机通信场景传播特性分析方法,可实现毫米波无人机应用场景传播特性有效预测,对无人机毫米波通信系统设计、研制、测试等环节提供支撑。《面向空天应急通信系统的空地连续覆盖技术研究与应用》为了解决大型固定翼无人机应急基站覆盖范围小、覆盖不连续的问题,提出一种无人机应急基站连续覆盖的设计方案,能在不使用云台智能控制天线角度的情况,实现空中移动基站对地面50 km2面积的连续覆盖。
本专题的文章汇聚了各位作者在无人机空地无线通信技术方向上最新的研究思路与成果,希望能够给读者带来有益的思考与收获。在此,对各位作者的积极支持与辛勤工作表示由衷的感谢!我们相信在中国科研人员的共同努力下,一定能够将无人机通信技术高质量地融入未来无线通信网络,进而成为未来6G的重要组成环节。