1.一种面向无人机频谱共享系统的多天线传输方法,其特征在于,所述系统包括无人机、地面控制中心、地面基站和地面用户,地面基站和地面用户之间进行数据传输,同时无人机在对其不造成有害干扰的情况下共享频谱,并与地面控制中心传输信息;其中无人机具有多天线,地面控制中心、地面基站和地面用户均为单天线,所述方法包括以下步骤:获取无人机到地面控制中心和到地面用户的大尺度传输损耗;
根据地面用户可容忍的干扰功率的最大值,结合无人机到地面用户的大尺度传输损耗,求出无人机的发射功率;
根据无人机的发射功率,结合无人机到地面控制中心的大尺度传输损耗,选择能够使无人机到地面控制中心信道容量达到最大的天线进行传输。
2.根据权利要求1所述的一种面向无人机频谱共享系统的多天线传输方法,其特征在于,所述无人机到地面控制中心和到地面用户的大尺度传输损耗由下述公式(1)~(8)得到: (1)
(2)
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(6)
(7)
(8)
上述公式中,GUR和GUu分别为无人机到地面控制中心以及无人机到地面用户的大尺度传输损耗, 和 分别为无人机到地面控制中心的视距传播概率和非视距传播概率,和 分别为无人机到地面用户的视距传播概率和非视距传播概率,c为光速,fc为载波频率, 和 分别表示视距传播和非视距传播相对自由空间所带来的额外传播损耗,和 分别表示无人机到控制中心以及无人机到地面用户的距离,α为路径损耗因子,aUR和bUR为地面控制中心处的环境参数,aUu和bUu为地面用户处的环境参数,θUR和θUu分别是无人机相对于地面控制中心和地面用户所产生的俯仰角,H为无人机的高度,L1为地面控制中心到无人机的水平距离,L2为地面用户到无人机的水平距离。
3.根据权利要求1所述的一种面向无人机频谱共享系统的多天线传输方法,其特征在于,所述无人机的发射功率由如下公式获得: (9)
式中,PU为无人机的发射功率, 为无人机第i根天线到地面用户的小尺度衰落,i=
1,2,3...N,N为正整数,GUu为无人机到地面用户的大尺度传输损耗,I为在保证地面基站与地面用户之间正常通信的情况下,地面用户所能承受的最大干扰功率。
4.根据权利要求1所述的一种面向无人机频谱共享系统的多天线传输方法,其特征在于,所述根据无人机的发射功率,结合无人机到地面控制中心的大尺度传输损耗,选择能够使无人机到地面控制中心信道容量达到最大的天线进行传输,具体包括:根据无人机的发射功率,结合无人机到地面控制中心的大尺度传输损耗,通过最佳天线选择方法选择能够使无人机到地面控制中心信道容量达到最大的天线进行传输。
5.根据权利要求4所述的一种面向无人机频谱共享系统的多天线传输方法,其特征在于,通过最佳天线选择方法选择天线的具体步骤为:S1,根据下述公式计算无人机每根天线到地面控制中心之间的信道容量: (10)
式(10)中, 为无人机第i根天线到地面控制中心之间的信道容量,i=1,2,3...N,N为正整数, , ,PU为无人机的发射功率,PB为地面基站的发射功率,I为在保证地面基站与地面用户之间正常通信的情况下,地面用户所能承受的最大干扰功率,N0为在地面控制中心处的噪声功率, 为无人机第i根天线到地面用户的小尺度衰落, 为无人机第i根天线到地面控制中心的小尺度衰落,hBR为地面基站到地面控制中心的小尺度衰落,GUu为无人机到地面用户的大尺度传输损耗,GUR为无人机到地面控制中心的大尺度传输损耗;
S2,通过以下公式选取使信道容量达到最大的天线:
(11)
式(11)中,Bi为选择的使信道容量达到最大的天线,Un为无人机的天线数目,max为最大值。
6.根据权利要求5所述的一种面向无人机频谱共享系统的多天线传输方法,其特征在于,无人机到地面控制中心的最大信道容量通过将步骤S2选取的天线代入公式(10)得到。