CN111586703B - 一种无人机基站部署及内容缓存方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人机基站部署及内容缓存方法，属于无线通信技术领域。包括以下步骤：步骤1)、建模用户内容需求标识；步骤2)、建模用户关联变量；步骤3)、建模用户内容缓存变量；步骤4)、建模系统带宽分配标识；步骤5)、建模无人机基站部署区域；步骤6)、建模用户数据传输速率；步骤7)、建模用户内容获取时延；步骤8)、建模系统能耗；步骤9)、建模系统总成本；步骤10)、建模联合用户关联及内容缓存限制条件；步骤11)、基于系统总成本最小化确定无人机基站部署及内容缓存策略。本发明可以有效保证每个请求用户最小数据速率要求前提下，无人机部署及内容放置最优，实现系统成本最小化。

Description

一种无人机基站部署及内容缓存方法

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种无人机基站部署及内容缓存方法。

背景技术

近年来，由于无人机制造技术的进步和成本的降低，无人机应用于民用和商业领域的步伐显著加快。在无线通信系统中使用UAV已经受到越来越多的关注，与传统地面通信系统相比，通过对UAV的灵活高效部署可以有效提升通信系统性能以及用户业务体验。此外，应用终端直通(Device-to-Device，D2D)及缓存技术，通过在蜂窝基站(Base Station，BS)、UAV以及服务用户(Service User，SU)处缓存部分请求用户(Request User，RU)所需内容，可支持RU直接获取其所需内容，而无需经过蜂窝核心网络，从而可进一步提升内容获取性能。

目前已有文章针对UAV部署问题进行研究，如提出了一种基于覆盖用户数量最大化的无人机部署策略；针对蜂窝网络内容缓存问题，已有文章提出基于缓存命中率最大化或基于缓存开销优化的方案，但现有研究较少考虑蜂窝D2D网络中联合无人机基站部署及内容缓存问题；此外，较少文章联合考虑用户在内容获取过程中所需的时延及能耗问题，难以实现网络综合性能优化。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种无人机基站部署及内容缓存方法，在该方法中，针对包含一个基站(Base Station，BS)、多个无人机(Unmanned Aerial Vehicle，UAV)以及多个用户的蜂窝终端直通(Device-to-Device，D2D)系统，假设BS、UAV及SU具有内容缓存的功能，建模用户传输时延、系统能耗及UAV部署成本的加权和为优化目标，实现无人机基站部署及内容缓存策略。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种无人机基站部署及内容缓存方法，包括以下步骤：

步骤1)、建模用户内容需求标识；

步骤2)、建模用户关联变量；

步骤3)、建模用户内容缓存变量；

步骤4)、建模系统带宽分配标识；

步骤5)、建模无人机基站部署区域；

步骤6)、建模用户数据传输速率；

步骤7)、建模用户内容获取时延；

步骤8)、建模系统能耗；

步骤9)、建模系统总成本；

步骤10)、建模联合用户关联及内容缓存限制条件；

步骤11)、基于系统总成本最小化确定无人机基站部署及内容缓存策略。

进一步，在步骤1)中，部分用户具有特定内容需求，称为请求用户(RequestingUser，RU)，令M为RU数目，RU_m为第m个RU，1≤m≤M，令K为内容数目，C_k为第k个内容，L_k为C_k的大小，1≤k≤K；令β_m,k∈{0,1}表示RU_m对C_k的需求标识，若β_m,k＝1，表示RU_m需获取C_k，反之，β_m,k＝0；每个RU在给定时段只有一个内容需求，即

进一步，在步骤2)中，用户关联模式具体包括BS关联模式、UAV关联模式及D2D关联模式，具体如下：

BS关联模式，即用户通过关联BS获取所需内容；令

表示RU_m与BS的关联变量，若

表示RU_m与BS进行关联，反之，

UAV关联模式，即用户通过关联UAV获取所需内容；令UAV_n表示第n个UAV，1≤n≤N，N为UAV数目；令

表示RU_m与UAV_n的关联变量，若

表示RU_m与UAV_n进行关联，反之，

D2D关联模式，即用户通过关联某个邻近SU获取所需内容；令J为SU的数目，SU_j为第j个SU，1≤j≤J；令

表示RU_m与SU_j的关联变量，若

表示RU_m与SU_j进行关联，反之，

进一步，在步骤3)中，令

为BS对内容C_k的缓存标识，若

表示将内容C_k缓存至BS，否则，

令

为UAV_n对内容C_k的缓存变量，若

表示将内容C_k缓存至UAV_n，否则，

令

为SU_j对内容C_k的缓存变量，若

表示SU_j已缓存内容C_k，否则，

进一步，步骤4)中，系统中共有Q个正交子载波，其中，为BS关联模式分配Q_b个子载波，为UAV关联模式分配Q_u个子载波，为D2D关联模式分配Q_d个子载波，即Q＝Q_b+Q_u+Q_d，且假设每个RU以不同关联模式获取内容时仅可占用一个子信道。

进一步，在步骤5)中，无人机基站的部署高度固定，对无人机基站部署区域进行二维离散化处理，具体地，建模无人机基站部署区域为二维网格，令Δ_x、Δ_y分别表示部署区域行和列相邻网格的距离，

分别表示部署区域行和列最大网格数量，X、Y分别表示部署区域行和列的长度，得

令

表示无人机基站部署变量，若

表示UAV_n部署在

否则，

进一步，在步骤6)中，具体包括以下步骤：

61)建模BS关联模式传输速率，根据公式

计算RU_m与BS之间的链路传输速率，其中，B为子信道带宽，P^b表示BS的发射功率，

表示RU_m与BS之间的链路信道增益，σ²表示链路噪声功率；

62)建模UAV关联模式传输速率，根据公式

计算RU_m与UAV_n之间的链路传输速率，其中，

表示UAV_n的发射功率，g_m,n表示RU_m与UAV_n之间的链路信道增益；

63)建模D2D关联模式传输速率根据公式

计算RU_m与SU_j之间的链路传输速率，其中，

表示SU_j的发射功率，

表示RU_m与SU_j之间的链路信道增益。

进一步，在步骤7中)，令D为用户内容获取总时延，也即用户在各类关联模式下获取内容对应时延之和，即D＝D^b+D^u+D^d，其中，D^b表示所有RUs通过BS关联模式获取内容对应的时延，D^u表示所有RUs通过UAV关联模式获取内容对应的时延，D^d表示所有RUs通过D2D关联模式获取内容对应的时延；

71)建模BS关联模式用户获取内容所需时延，根据公式

计算所有RUs通过BS关联模式获取内容所需时延，其中，

以及D^b,w分别表示RU_m关联到BS获取内容对应的传输时延，BS回程链路传输时延，及BS处所需排队时延，建模

为

建模D^b,w为

其中，μ^b，λ^b分别表示BS的平均服务率和平均业务到达率；

72)建模UAV关联模式用户获取内容所需时延，根据公式

计算所有RUs通过UAV关联模式获取内容对应的时延，其中，

分别表示RU_m关联到UAV_n获取内容对应的传输时延及排队时延，建模

为

建模

为

其中，

分别表示UAV_n的平均服务率和平均业务到达率；

73)建模D2D关联模式用户获取内容所需时延，根据公式

计算所有RUs通过D2D关联模式获取内容对应的时延，其中，

表示RU_m关联到SU_j获取内容对应的传输时延，建模

为

进一步，在步骤8)中，令E为所有关联模式下的能耗之和，即E＝E^b+E^u+E^d，其中，E^b表示BS关联模式下BS传输内容对应的能耗，E^u表示UAV关联模式下所有UAV传输内容对应的能耗，E^d表示D2D关联模式下所有SU传输内容对应的能耗；建模BS关联模式下BS传输内容对应的能耗为

建模UAV关联模式下UAV传输内容对应的能耗为

建模D2D关联模式下SU传输内容对应的能耗为

进一步，在步骤9)中，建模系统总成本C为所有关联模式下的成本之和，即C＝C^b+C^u+C^d，其中，C^b表示BS关联模式下BS传输内容对应的总成本，C^u表示UAV关联模式下所有UAV传输内容对应的总成本，C^d表示D2D关联模式下所有SU传输内容对应的总成本；

(1)建模BS关联模式下BS传输内容对应的总成本，具体为：根据公式C^b＝ε^tD^b+ε^eE^b计算BS关联模式下BS传输内容对应的总成本，其中，ε^t和ε^e为权重因子；

(2)建模UAV关联模式下UAV传输内容对应的总成本，具体为：根据公式C^u＝ε^tD^u+ε^eE^u+ε^cZ^u计算UAV关联模式下所有UAV传输内容对应的总成本，其中，ε^c为UAV部署成本权重因子，Z^u为UAV部署成本，建模为

其中，Z₀为UAV的单位部署成本；

(3)建模D2D关联模式下SU传输内容对应的总成本，具体为：根据公式C^d＝ε^tD^d+ε^eE^d计算D2D关联模式下所有SU传输内容对应的总成本。

进一步，在步骤10)中，建模联合用户关联、内容缓存及无人机基站部署限制条件，其中，用户内容关联限制条件建模为

内容缓存限制条件建模为

其中，S^b,max和S^u,max分别表示BS和UAV的最大缓存容量；无人机基站部署限制条件建模为

用户传输速率限制条件建模为

其中，

表示获取内容C_k的最小速率要求，R_m表示RU_m的传输速率，R_m建模为

进一步，在步骤11)中，在满足无人机基站部署及内容缓存限制条件下，以系统总成本最小化为目标，优化确定无人机基站部署及内容缓存策略，记

本发明的有益效果在于：本发明可以有效保证每个请求用户最小数据速率要求前提下，无人机部署及内容放置最优，实现系统成本最小化。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为具有无人机的蜂窝D2D网络场景示意图；

图2为本发明所述方法的流程示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

图1为具有无人机的蜂窝D2D网络场景示意图，如图所示，该网络中存在多个请求用户，且BS、UAV以及SU可以缓存部分内容，网络中请求用户可以根据信道条件和服务质量要求等灵活选择BS模式、UAV关联模式及D2D关联模式。通过联合设计最优无人机部署及缓存内容分配策略以最小化系统总成本。

图2为本发明所述方法的流程示意图，如图所示，本发明所述方法具体包括以下步骤：

1)建模用户内容需求标识

建模用户内容需求标识，假设部分用户具有特定内容需求，称为请求用户(Requesting User，RU)，令M为RU数目，RU_m为第m个RU，1≤m≤M，令K为内容数目，C_k为第k个内容，L_k为C_k的大小，1≤k≤K。令β_m,k∈{0,1}表示RU_m对C_k的需求标识，若β_m,k＝1，表示RU_m需获取C_k，反之，β_m,k＝0。假设每个RU在给定时段只有一个内容需求，即

2)建模用户关联变量

建模用户关联变量，其中，用户关联模式具体包括三种，即BS关联模式、UAV关联模式及D2D关联模式，具体如下：

(1)BS关联模式，即用户通过关联BS获取所需内容。令

表示RU_m与BS的关联变量，若

表示RU_m与BS进行关联，反之，

(2)UAV关联模式，即用户通过关联UAV获取所需内容。令UAV_n表示第n个UAV，1≤n≤N，N为UAV数目。令

表示RU_m与UAV_n的关联变量，若

表示RU_m与UAV_n进行关联，反之，

(3)D2D关联模式，即用户通过关联某个邻近SU获取所需内容。令J为SU的数目，SU_j为第j个SU，1≤j≤J。令

表示RU_m与SU_j的关联变量，若

表示RU_m与SU_j进行关联，反之，

3)建模用户内容缓存变量

建模用户内容缓存变量，令

为BS对内容C_k的缓存标识，若

表示将内容C_k缓存至BS，否则，

令

为UAV_n对内容C_k的缓存变量，若

表示将内容C_k缓存至UAV_n，否则，

令

为SU_j对内容C_k的缓存变量，若

表示SU_j已缓存内容C_k，否则，

4)建模系统带宽分配标识

建模系统带宽分配标识，假设系统中共有Q个正交子载波，其中，为BS关联模式分配Q_b个子载波，为UAV关联模式分配Q_u个子载波，为D2D关联模式分配Q_d个子载波，即Q＝Q_b+Q_u+Q_d，且假设每个RU以不同关联模式获取内容时仅可占用一个子信道。

5)建模无人机基站部署区域

建模无人机基站部署区域，假设无人机基站的部署高度固定，对无人机基站部署区域进行二维离散化处理，具体地，建模无人机基站部署区域为二维网格，令Δ_x、Δ_y分别表示部署区域行和列相邻网格的距离，

分别表示部署区域行和列最大网格数量，X、Y分别表示部署区域行和列的长度，可得，

令

表示无人机基站部署变量，若

表示UAV_n部署在

否则，

6)建模用户传输数据速率，具体如下：

(1)建模BS关联模式传输速率，具体为：根据公式

计算RU_m与BS之间的链路传输速率，其中，B为子信道带宽，P^b表示BS的发射功率，

表示RU_m与BS之间的链路信道增益，σ²表示链路噪声功率。

(2)建模UAV关联模式传输速率，具体为：根据公式

计算RU_m与UAV_n之间的链路传输速率，其中，

表示UAV_n的发射功率，g_m,n表示RU_m与UAV_n之间的链路信道增益。

(3)建模D2D关联模式传输速率，具体为：根据公式

计算RU_m与SU_j之间的链路传输速率，其中，

表示SU_j的发射功率，

表示RU_m与SU_j之间的链路信道增益。

7)建模用户内容获取时延

建模用户内容获取时延，具体为：令D为用户内容获取总时延，也即用户在各类关联模式下获取内容对应时延之和，即D＝D^b+D^u+D^d，其中，D^b表示所有RUs通过BS关联模式获取内容对应的时延，D^u表示所有RUs通过UAV关联模式获取内容对应的时延，D^d表示所有RUs通过D2D关联模式获取内容对应的时延。

(1)建模BS关联模式用户获取内容所需时延，具体为：根据公式

计算所有RUs通过BS关联模式获取内容所需时延，其中，

以及D^b,w分别表示RU_m关联到BS获取内容对应的传输时延，BS回程链路传输时延，及BS处所需排队时延，建模

为

建模D^b,w为

其中，μ^b，λ^b分别表示BS的平均服务率和平均业务到达率。

(2)建模UAV关联模式用户获取内容所需时延，具体为：根据公式

计算所有RUs通过UAV关联模式获取内容对应的时延，其中，

分别表示RU_m关联到UAV_n获取内容对应的传输时延及排队时延，建模

为

建模

为

其中，

分别表示UAV_n的平均服务率和平均业务到达率。

(3)建模D2D关联模式用户获取内容所需时延，具体为：根据公式

计算所有RUs通过D2D关联模式获取内容对应的时延，其中，

表示RU_m关联到SU_j获取内容对应的传输时延，建模

为

8)建模系统能耗

建模系统能耗，具体为：令E为所有关联模式下的能耗之和，即E＝E^b+E^u+E^d，其中，E^b表示BS关联模式下BS传输内容对应的能耗，E^u表示UAV关联模式下所有UAV传输内容对应的能耗，E^d表示D2D关联模式下所有SU传输内容对应的能耗。具体为：建模BS关联模式下BS传输内容对应的能耗为

建模UAV关联模式下UAV传输内容对应的能耗为

建模D2D关联模式下SU传输内容对应的能耗为

9)建模系统总成本

建模系统总成本C为所有关联模式下的成本之和，即C＝C^b+C^u+C^d，其中，C^b表示BS关联模式下BS传输内容对应的总成本，C^u表示UAV关联模式下所有UAV传输内容对应的总成本，C^d表示D2D关联模式下所有SU传输内容对应的总成本。

(1)建模BS关联模式下BS传输内容对应的总成本，具体为：根据公式C^b＝ε^tD^b+ε^eE^b计算BS关联模式下BS传输内容对应的总成本，其中，ε^t和ε^e为权重因子。

(2)建模UAV关联模式下UAV传输内容对应的总成本，具体为：根据公式C^u＝ε^tD^u+ε^eE^u+ε^cZ^u计算UAV关联模式下所有UAV传输内容对应的总成本，其中，ε^c为UAV部署成本权重因子，Z^u为UAV部署成本，建模为

其中，Z₀为UAV的单位部署成本。

(3)建模D2D关联模式下SU传输内容对应的总成本，具体为：根据公式C^d＝ε^tD^d+ε^eE^d计算D2D关联模式下所有SU传输内容对应的总成本。

10)建模联合用户关联及内容缓存限制条件

建模联合用户关联、内容缓存及无人机基站部署限制条件，其中，用户内容关联限制条件建模为

内容缓存限制条件建模为

其中，S^b,max和S^u,max分别表示BS和UAV的最大缓存容量；无人机基站部署限制条件建模为

用户传输速率限制条件建模为

其中，

表示获取内容C_k的最小速率要求，R_m表示RU_m的传输速率，R_m建模为

11)基于系统总成本最小化确定无人机基站部署及内容缓存策略

基于系统总成本最小化确定无人机基站部署及内容缓存策略，在满足无人机基站部署及内容缓存限制条件下，以系统总成本最小化为目标，优化确定无人机基站部署及内容缓存策略，记

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种无人机基站部署及内容缓存方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1)、建模用户内容需求标识；

步骤2)、建模用户关联变量；

步骤3)、建模用户内容缓存变量；

步骤4)、建模系统带宽分配标识；

步骤5)、建模无人机基站部署区域；

步骤6)、建模用户数据传输速率；

步骤7)、建模用户内容获取时延；

步骤8)、建模系统能耗；令E为所有关联模式下的能耗之和，即E＝E^b+E^u+E^d，其中，E^b表示BS关联模式下BS传输内容对应的能耗，E^u表示UAV关联模式下所有UAV传输内容对应的能耗，E^d表示D2D关联模式下所有SU传输内容对应的能耗；建模BS关联模式下BS传输内容对应的能耗为

建模UAV关联模式下UAV传输内容对应的能耗为

建模D2D关联模式下SU传输内容对应的能耗为

步骤9)、建模系统总成本；建模系统总成本C为所有关联模式下的成本之和，即C＝C^b+C^u+C^d，其中，C^b表示BS关联模式下BS传输内容对应的总成本，C^u表示UAV关联模式下所有UAV传输内容对应的总成本，C^d表示D2D关联模式下所有SU传输内容对应的总成本；

(1)建模BS关联模式下BS传输内容对应的总成本，具体为：根据公式C^b＝ε^tD^b+ε^eE^b计算BS关联模式下BS传输内容对应的总成本，其中，ε^t和ε^e为权重因子；

(2)建模UAV关联模式下UAV传输内容对应的总成本，具体为：根据公式C^u＝ε^tD^u+ε^eE^u+ε^cZ^u计算UAV关联模式下所有UAV传输内容对应的总成本，其中，ε^c为UAV部署成本权重因子，Z^u为UAV部署成本，建模为

其中，Z₀为UAV的单位部署成本；

(3)建模D2D关联模式下SU传输内容对应的总成本，具体为：根据公式C^d＝ε^tD^d+ε^eE^d计算D2D关联模式下所有SU传输内容对应的总成本；

步骤10)、建模联合用户关联及内容缓存限制条件；建模联合用户关联、内容缓存及无人机基站部署限制条件，其中，用户内容关联限制条件建模为

内容缓存限制条件建模为

其中，S^b,max和S^u,max分别表示BS和UAV的最大缓存容量；无人机基站部署限制条件建模为

用户传输速率限制条件建模为

其中，

表示获取内容C_k的最小速率要求，R_m表示RU_m的传输速率，R_m建模为

步骤11)、基于系统总成本最小化确定无人机基站部署及内容缓存策略，在满足无人机基站部署及内容缓存限制条件下，以系统总成本最小化为目标，优化确定无人机基站部署及内容缓存策略，记

2.根据权利要求1所述的无人机基站部署及内容缓存方法，其特征在于：在步骤1)中，部分用户具有特定内容需求，称为请求用户RU，令M为RU数目，RU_m为第m个RU，1≤m≤M，令K为内容数目，C_k为第k个内容，L_k为C_k的大小，1≤k≤K；令β_m,k∈{0,1}表示RU_m对C_k的需求标识，若β_m,k＝1，表示RU_m需获取C_k，反之，β_m,k＝0；每个RU在给定时段只有一个内容需求，即

3.根据权利要求1所述的无人机基站部署及内容缓存方法，其特征在于：在步骤2)中，用户关联模式具体包括BS关联模式、UAV关联模式及D2D关联模式，具体如下：

BS关联模式，即用户通过关联BS获取所需内容；令

表示RU_m与BS的关联变量，若

表示RU_m与BS进行关联，反之，

UAV关联模式，即用户通过关联UAV获取所需内容；令UAV_n表示第n个UAV，1≤n≤N，N为UAV数目；令

表示RU_m与UAV_n的关联变量，若

表示RU_m与UAV_n进行关联，反之，

D2D关联模式，即用户通过关联某个邻近SU获取所需内容；令J为SU的数目，SU_j为第j个SU，1≤j≤J；令

表示RU_m与SU_j的关联变量，若

表示RU_m与SU_j进行关联，反之，

4.根据权利要求1所述的无人机基站部署及内容缓存方法，其特征在于：在步骤3)中，令

为BS对内容C_k的缓存标识，若

表示将内容C_k缓存至BS，否则，

令

为UAV_n对内容C_k的缓存变量，若

表示将内容C_k缓存至UAV_n，否则，

令

为SU_j对内容C_k的缓存变量，若

表示SU_j已缓存内容C_k，否则，

5.根据权利要求1所述的无人机基站部署及内容缓存方法，其特征在于：步骤4)中，系统中共有Q个正交子载波，其中，为BS关联模式分配Q_b个子载波，为UAV关联模式分配Q_u个子载波，为D2D关联模式分配Q_d个子载波，即Q＝Q_b+Q_u+Q_d，且假设每个RU以不同关联模式获取内容时仅可占用一个子信道。

6.根据权利要求1所述的无人机基站部署及内容缓存方法，其特征在于：在步骤5)中，无人机基站的部署高度固定，对无人机基站部署区域进行二维离散化处理，具体地，建模无人机基站部署区域为二维网格，令Δ_x、Δ_y分别表示部署区域行和列相邻网格的距离，

分别表示部署区域行和列最大网格数量，X、Y分别表示部署区域行和列的长度，得

令

表示无人机基站部署变量，若

表示UAV_n部署在

否则，

7.根据权利要求1所述的无人机基站部署及内容缓存方法，其特征在于：在步骤6)中，具体包括以下步骤：

61)建模BS关联模式传输速率，根据公式

计算RU_m与BS之间的链路传输速率，其中，B为子信道带宽，P^b表示BS的发射功率，

表示RU_m与BS之间的链路信道增益，σ²表示链路噪声功率；

62)建模UAV关联模式传输速率，根据公式

计算RU_m与UAV_n之间的链路传输速率，其中，

表示UAV_n的发射功率，g_m,n表示RU_m与UAV_n之间的链路信道增益；

63)建模D2D关联模式传输速率根据公式

计算RU_m与SU_j之间的链路传输速率，其中，

表示SU_j的发射功率，

表示RU_m与SU_j之间的链路信道增益。

8.根据权利要求1所述的无人机基站部署及内容缓存方法，其特征在于：在步骤7中)，令D为用户内容获取总时延，也即用户在各类关联模式下获取内容对应时延之和，即D＝D^b+D^u+D^d，其中，D^b表示所有RUs通过BS关联模式获取内容对应的时延，D^u表示所有RUs通过UAV关联模式获取内容对应的时延，D^d表示所有RUs通过D2D关联模式获取内容对应的时延；

71)建模BS关联模式用户获取内容所需时延，根据公式

计算所有RUs通过BS关联模式获取内容所需时延，其中，

以及D^b,w分别表示RU_m关联到BS获取内容对应的传输时延，BS回程链路传输时延，及BS处所需排队时延，建模

为

建模D^b,w为

其中，μ^b，λ^b分别表示BS的平均服务率和平均业务到达率；

72)建模UAV关联模式用户获取内容所需时延，根据公式

计算所有RUs通过UAV关联模式获取内容对应的时延，其中，

分别表示RU_m关联到UAV_n获取内容对应的传输时延及排队时延，建模

为

建模

为

其中，

分别表示UAV_n的平均服务率和平均业务到达率；

73)建模D2D关联模式用户获取内容所需时延，根据公式

计算所有RUs通过D2D关联模式获取内容对应的时延，其中，

表示RU_m关联到SU_j获取内容对应的传输时延，建模

为

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