使用无人机进行灾后 4G/5G 网络恢复：解决电池与回程问题

基于无人机的通信是蜂窝网络中一个新颖且引人关注的研究领域。它在时间（按需可用）、空间（可移动）上提供了多个自由度，并可用于多种目的（自修复、卸载、覆盖扩展或灾难恢复）。这就是为什么基于无人机的通信的广泛部署有潜力被集成到 5G 标准中。在本文中，我们利用无人机网格为因地震、洪水等导致地面基础设施完全损毁的受灾地区提供蜂窝覆盖。我们针对无人机网络面临的最具挑战性的问题——有限的电池能量和有限的回程容量——提出了解决方案。我们提出的解决方案主要基于使用三类无人机：系留回程无人机（提供高容量回程）、非系留供电无人机（提供飞行中电池充电）和非系留通信无人机（提供蜂窝连接）。因此，我们构建了一个优化问题，以最小化无人机能耗，并确定这些无人机的部署位置，同时保证用户的最低速率。仿真结果表明，在特定条件下，我们可以为受灾地区提供不限量的蜂窝服务，并为每个用户保证最低速率。