無人機(jī)改善無線通信網(wǎng)絡(luò)

隨著城市化進(jìn)程的加快，城市通信網(wǎng)絡(luò)面臨著諸多挑戰(zhàn)，如高樓大廈和樹木等障礙物對無線通信信號的遮擋，導(dǎo)致通信路徑受阻，影響通信的可靠性和效率。無人機(jī)因其靈活性和能夠建立視距連接的潛力，成為改善無線通信網(wǎng)絡(luò)的重要手段。然而，在復(fù)雜的城市環(huán)境中，無人機(jī)通信仍面臨諸多挑戰(zhàn)，如信號反射、散射和多徑效應(yīng)等，影響通信質(zhì)量和覆蓋范圍。智能反射面（IRSs）作為一種新興技術(shù)，通過信號反射創(chuàng)建虛擬視距路線，為解決城市通信中的障礙物問題提供了新的思路。此外，深度學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)在信道建模和信號處理中的應(yīng)用，為提高通信系統(tǒng)的性能和效率提供了有力支持。

研究人員在湖南省教育廳科研項目的支持下，提出了一種適用于配備智能反射面的無人機(jī)輔助通信系統(tǒng)的三維動態(tài)信道模型。該模型綜合考慮了移動用戶的復(fù)雜移動模式和無人機(jī)的導(dǎo)航軌跡，構(gòu)建了連接用戶和無人機(jī)的動態(tài)視距鏈路，以及連接用戶和紅外小型無人機(jī)的動態(tài)虛擬視距連接。此外，研究還提出了一種基于深度學(xué)習(xí)的信道跟蹤方法，該方法包括利用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始信道估計，以降低噪聲影響，以及使用堆疊雙向長短期記憶（Bi-LSTM）網(wǎng)絡(luò)跟蹤不斷變化的信道。Bi-LSTM網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)經(jīng)過精心設(shè)計，具有跨越多個堆疊層的雙向結(jié)構(gòu)，能夠有效捕捉和分析過去時刻的時間信息。

和變化。此外，基于深度學(xué)習(xí)的信道跟蹤方法可能需要大量的計算資源和訓(xùn)練數(shù)據(jù)，限制了其在資源受限環(huán)境中的實際應(yīng)用。

仿真結(jié)果表明，所提出的信道跟蹤方法在保持最小導(dǎo)頻開銷和相同計算復(fù)雜度的同時，性能優(yōu)于多個基準(zhǔn)方法。這表明將智能反射面集成到無人機(jī)通信系統(tǒng)中，能夠有效提高通信的可靠性和效率。然而，該研究也存在一定的局限性，如依賴基于仿真的評估，可能無法完全反映現(xiàn)實世界的復(fù)雜性

該研究為城市通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化提供了新的思路和方法，特別是在無人機(jī)輔助通信系統(tǒng)中，智能反射面和深度學(xué)習(xí)技術(shù)的結(jié)合，為提高通信的可靠性和效率提供了有力支持。未來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用場景的不斷拓展，該研究有望在智能交通、物聯(lián)網(wǎng)、應(yīng)急通信等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，為城市通信網(wǎng)絡(luò)的智能化發(fā)展提供重要參考。