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本書深入探討了支援無人機通信與組網研究的技術挑戰與機遇。作者根據無人機通信的技術挑戰，精心挑選了一些主要問題，包括無人機通信網路性能分析和優化、實體層設計、軌跡規劃、資源管理、多址接入、協同通信、標準化、控制和安全等等，逐步展開深入的技術分析和研究。同時結合實際應用詳細探討，包括無人機交付系統、公共安全、物聯網、虛擬實境和智慧城市。
該書作為學習、開發和研究無人機通信系統的指南，適合從事相關行業從事無人機通信系統研發、集成、部署和維護的工程師，以及相關專業的學生和研究人員閱讀參考。
第1章UAV的無線通訊和組網簡介1
1.1UAV技術演進概述1
1.2UAV類型和監管條例2
1.2.1UAV的分類2
1.2.2UAV的監管條例3
1.3UAV的無線通訊和組網5
1.3.1UAV作為飛行的無線基站5
1.3.2UAV作為無線網路使用者終端7
1.3.3UAV作為中繼8
1.4小結和全書概述9
第2章UAV應用和用例10
2.1用於公共安全場景的UAV10
2.2用於資訊傳播的UAV輔助地面無線網路11
2.3UAV三維MIMO和毫米波通信12
2.4物聯網系統中的UAV13
2.5用於虛擬實境應用的UAV14
2.6在地面網路無線回傳中的UAV15
2.7蜂窩連接的UAV UE15
2.8智慧城市中的UAV16
2.9本章小結17
第3章空中通道建模和波形設計18
3.1無線電波傳播和建模的基本原理19
3.2空中無線通道的特徵22
3.3大尺度傳播通道效應24
3.3.1自由空間路徑損耗24
3.3.2射線追蹤25
3.3.3對數距離路徑損耗模型30
3.3.4經驗路徑損耗模型32
3.3.5陰影35
3.3.6LOS概率36
3.3.7大氣和天氣效應41
3.4小尺度傳播通道效應42
3.4.1時間選擇性和多普勒擴展43
3.4.2頻率選擇性和時延擴展44
3.4.3空間選擇性和角度擴展46
3.4.4包絡和功率分佈47
3.5波形設計49
3.5.1波形基礎知識49
3.5.2正交頻分複用51
3.5.3直接序列擴頻53
3.5.4連續相位調製54
3.6本章小結55
第4章性能分析和權衡56
4.1U 絡建模：挑戰與工具56
4.2UAVBS下行鏈路性能分析57
4.2.1系統建模58
4.2.2靜態UAVBS場景59
4.2.3移動UAVBS場景64
4.2.4具有代表性的模擬結果67
4.3本章小結70
第5章UAV無線通訊部署72
5.1UAV部署分析工具73
5.2優化覆蓋的UAVBS部署75
5.2.1部署模型75
5.2.2部署分析76
5.2.3具有代表性的模擬結果79
5.2.4小結80
5.3用於節能上行鏈路數據收集的UAVBS部署80
5.3.1系統建模和問題表述81
5.3.2地對空通道模型81
5.3.3IoT設備的啟動模型82
5.3.4UAVBS的放置以及與帶有功控的設備進行關聯83
5.3.5 新時刻分析86
5.3.6具有代表性的模擬結果87
5.3.7小結89
5.4有緩存的主動部署90
5.4.1模型90
5.4.2UAVBS的最優部署與內容緩存93
5.4.3具有代表性的模擬結果95
5.4.4小結97
5.5本章小結98
第6章U 絡的無線感知路徑規劃99
6.1無線感知路徑規劃的需求99
6.2UAV UE的無線感知路徑規劃：模型與問題表述100
6.3UAV UE的自組織無線感知路徑規劃103
6.3.1路徑規劃博弈103
6.3.2UAV UE路徑規劃博弈的平衡105
6.4用於線上路徑規劃和資源管理的深度強化學習107
6.4.1深度ESN架構107
6.4.2基於深度ESN的UAV UE 新規則108
6.4.3用於無限感知路徑規劃的深度強化學習109
6.5代表性模擬結果111
6.6本章小結118
第7章U 絡的資源管理119
7.1UAV輔助無線網路在懸停時間限制下的社區關聯119
7.1.1系統模型120
7.1.2在懸停時間限制下 化資料服務的 和公平的社區分區123
7.1.3大量模擬和數值結果126
7.1.4小結130
7.2三維無線蜂窩網路的資源規劃和社區關聯130
7.2.1三維蜂窩網路的 模型131
7.2.2UAVBS蜂窩網路的三維部署：截斷的八面體結構132
7.2.3 小延遲三維社區關聯134
7.2.4具有代表性的模擬結果136
7.2.5小結138
7.3UAV無線網路中授權和非授權頻譜資源的管理138
7.3.1LTE-U UAVBS網路模型139
7.3.2資料速率和排隊模型141
7.3.3資源管理問題的定義和解決143
7.3.4具有代表性的模擬結果144
7.3.5小結146
7.4本章小結147
第8章U 絡中的協同通信148
8.1蜂窩連接的UAV UE無線系統中的CoMP傳輸149
8.1.1空中UAV UE網路的CoMP模型150
8.1.2概率緩存位置和服務距離分佈150
8.1.3通道模型151
8.1.4覆蓋率分析152
8.1.5具有代表性的模擬結果155
8.1.6小結156
8.2UAV可重構天線陣列：UAVBS場景157
8.2.1基於UAV的空中天線陣列：基本模型157
8.2.2傳輸時間 小化：優化陣列內UAV的位置159
8.2.3控制時間 小化：UAV的時間 控制163
8.2.4具有代表性的模擬結果166
8.2.5小結168
8.3本章小結168
第9章從LTE到支持5G NR的U 絡169
9.1支援移動技術的UAV170
9.1.1連線性170
9.1.2超連接服務171
9.2LTE簡介172
9.2.1設計原則172
9.2.2系統架構173
9.2.3無線電介面協定174
9.2.4實體層時頻結構175
9.3UAV作為LTE UE176
9.3.1覆蓋177
9.3.2干擾178
9.3.3移動性支援180
9.3.4延遲和可靠性182
9.4UAV作為LTE BS185
9.5互聯UAV的3GPP標準化186
9.5.1LTE連接的UAV的3GPP Release 15研究186
9.5.2LTE連接的UAV的3GPP Release 15工作189
>9.5.3遠端UAV識別的3GPP Release 16研究190
9.6支持5G NR的UAV191
9.6.15G NR入門191
9.6.2優異的連線性能193
9.6.3支援網路切片的差異化服務193
9.6.4網路智慧194
9.7本章小結195
第10章U 絡安全196
10.1UAV安全問題概述196
10.2配送系統中的UAV安全199
10.2.1UAV配送系統的安全性建模199
10.2.2網路攔截博弈中的UAV安全201
10.2.3有人類決策者的UAV配送系統安全性204
10.2.4具有代表性的模擬結果206
10.2.5小結210
10.3UAV安全性總結210
參考文獻211
技術術語表232
