HALE-UAV高空覆盖策略：圆柱体优化与轨道比较

本文主要探讨了空中骨干网的覆盖策略，以高空长航时无人机（HALE-UAV）和长方体形状的空中走廊为主要研究对象。HALE-UAV被选为提供覆盖的关键工具，因其具有长续航时间和定向天线的优势，能够在高空执行持续的通信任务。核心理念是利用HALE-UAV的运动轨迹形成稳定的圆柱体覆盖区域，以填充空中走廊，实现高效的网络覆盖。 作者首先考虑了HALE-UAV的两种典型运动轨道，即圆形轨道和三角形轨道。通过几何分析，他们获得了圆柱体底面半径和高度的数学表达式，这是计算覆盖效率的基础。通过最优化理论的应用，研究者比较了这两种覆盖策略，旨在在保证圆柱体高度大于空中走廊的前提下，最小化HALE-UAV的数量。 研究结果显示，圆形轨道在覆盖效果上总体优于三角形轨道，因为其更均匀的分布能够更好地满足大面积的覆盖需求。最优的覆盖方案推荐使用准静态浮空平台，这意味着HALE-UAV在特定的空中位置保持相对静止，提供连续且稳定的信号覆盖。次优方案则是选择半径较小的圆形轨道或者边长较小的三角形轨道，这样可以进一步减少HALE-UAV的数量，但仍能保持较好的覆盖性能。 此外，论文强调单个轨道上部署一个HALE-UAV就足以实现高效覆盖，避免了资源的过度集中和不必要的重复建设。这不仅节省了成本，还简化了系统管理。最后，文章引用了中图分类号 TP393，表明其研究属于通信技术中的空中网络部分，并采用了文献标识码 A，表明其学术质量得到了认可，期刊doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2018226，提供了文章的唯一识别码。 这篇研究提供了空中骨干网覆盖策略的深入分析，为高空无人机在无线通信领域的应用提供了一种有效的规划方法，对于提升空中通信网络的效率和可靠性具有重要意义。