一種移動感知的混合FSO/RF 下行鏈路方案*

朱志偉

（長沙民政職業技術學院電子信息工程學院，長沙 410004）

0 引言

將無人機（unmanned aerial vehicle，UAV）作為移動基站（movable base stations，MBS）可有效增強對地面用戶的覆蓋，其已在災難救援、緊急通信場景中廣泛使用。

盡管利用UAV 作為MBS 存在較多優勢，但其仍存在一些技術挑戰，如路徑規劃、干擾管理、能量效率以及建立與地面基站的穩定下行鏈路。UAV 的移動對下行鏈路性能有重要影響，設計穩定的下行鏈路是UAV-MBS 網絡的關鍵。

目前，針對UAV-MBS 網絡的下行鏈路有射頻（radio frequency，RF）和自由空間光（free space optical，FSO）兩種傳輸方式。然而，為了減少大氣環境對面FSO 通信系統性能的影響，并提高無線光通信系統的可靠性和可用性，將FSO 鏈路和毫米波射頻鏈路相結合，形成混合FSO/RF 通信系統受到廣泛關注。

目前多數研究工作只是針對固定蜂窩網絡討論了混合FSO/RF 通信系統，只有部分研究工作關注了基于混合FSO/RF 的UAV-MBS 網絡下行鏈路。例如，文獻［7］面向UAV-MBS 網絡，討論了混合FSO/RF 鏈路的吞吐量。該系統利用UAV 作為轉發節點。源節點至轉發節點間采用FSO 鏈路；轉發節點至目的節點采用RF 鏈路。該系統通過優化UAV的軌跡最大化系統吞吐量。然而，該系統是兩條不同鏈路分別采用了FSO 鏈路和RF 鏈路，并不是真正意義上的混合FSO/RF 鏈路。此外，文獻［8］討論了混合FSO/RF 鏈路的資源分配問題。

然而，上述研究工作并沒有關注了MBS 的移動。為此，本文針對UAV-MBS 網絡，提出移動感知的混合FSO/RF 下行鏈路方案（MAHB）。MAHB 方案先推導了MBS 處于移動和停止狀態的概率；再考慮3 個場景：1）只采用RF 鏈路（RF-Only）；2）只采用FSO 鏈路（FSO-Only）；3）混合RF/FSO 鏈路（Hybrid）。并結合移動模型，推導這3 個場景下的誤碼率。……