本书深入探讨了支持无人机通信与组网研究的技术挑战与机遇。作者根据无人机通信的技术挑战，精心挑选了一些主要问题，包括无人机通信网络性能分析和优化、物理层设计、轨迹规划、资源管理、多址接入、协同通信、标准化、控制和安全等等，逐步展开深入的技术分析和研究。同时结合实际应用详细探讨，包括无人机交付系统、公共安全、物联网、虚拟现实和智能城市。该书作为学习、开发和研究无人机通信系统的权威指南，适合从事相关行业从事无人机通信系统研发、集成、部署和维护的工程师，以及相关专业的学生和研究人员阅读参考。
1.本书由美国和芬兰知名大学教授以及爱立信资深研究员共同撰写，分享他们对无人机无线通信与组网的研究和洞见，由爱立信中国研发团队翻译。2.本书为读者深度分析无人机无线通信的组网设计和性能，各大热门领域的实际应用，以及如何利用5G移动通信技术来设计无人机通信网络。3.本书适合无人机与无线通信领域和相关行业的工程师，以及相关专业的学生和研究人员阅读参考。
瓦利德·萨德（Walid Saad） 弗吉尼亚理工大学电子与计算机工程教授，IEEE会士。
梅赫迪·本尼斯（Mehdi Bennis） 芬兰奥卢大学副教授。
穆罕默德·莫扎法里（Mohammad Mozaffari） 美国爱立信公司研究员。
林兴钦（Xingqin Lin） 美国爱立信公司高级研究员。
译者序
致 谢
第1章 UAV的无线通信和组网简介1
1.1 UAV技术演进概述1
1.2 UAV类型和监管条例2
1.2.1 UAV的分类2
1.2.2 UAV的监管条例3
1.3 UAV的无线通信和组网5
1.3.1 UAV作为飞行的无线基站5
1.3.2 UAV作为无线网络用户终端7
1.3.3 UAV作为中继8
1.4 小结和全书概述9
第2章 UAV应用和用例10
2.1 用于公共安全场景的UAV10
2.2 用于信息传播的UAV辅助地面无线网络11
2.3 UAV三维MIMO和毫米波通信12
2.4 物联网系统中的UAV13
2.5 用于虚拟现实应用的UAV14
2.6 在地面网络无线回传中的UAV15
2.7 蜂窝连接的UAV UE15
2.8 智慧城市中的UAV16
2.9 本章小结17
第3章 空中信道建模和波形设计18
3.1 无线电波传播和建模的基本原理19
3.2 空中无线信道的特征22
3.3 大尺度传播信道效应24
3.3.1 自由空间路径损耗24
3.3.2 射线追踪25
3.3.3 对数距离路径损耗模型30
3.3.4 经验路径损耗模型32
3.3.5 阴影35
3.3.6 LOS概率36
3.3.7 大气和天气效应41
3.4 小尺度传播信道效应42
3.4.1 时间选择性和多普勒扩展43
3.4.2 频率选择性和时延扩展44
3.4.3 空间选择性和角度扩展46
3.4.4 包络和功率分布47
3.5 波形设计49
3.5.1 波形基础知识49
3.5.2 正交频分复用51
3.5.3 直接序列扩频53
3.5.4 连续相位调制54
3.6 本章小结55
第4章 性能分析和权衡56
4.1 UAV网络建模：挑战与工具56
4.2 UAV BS下行链路性能分析57
4.2.1 系统建模58
4.2.2 静态UAV BS场景59
4.2.3 移动UAV BS场景64
4.2.4 具有代表性的仿真结果67
4.3 本章小结70
第5章 UAV无线通信部署72
5.1 UAV部署分析工具73
5.2 优化覆盖的UAV BS部署75
5.2.1 部署模型75
5.2.2 部署分析76
5.2.3 具有代表性的仿真结果79
5.2.4 小结80
5.3 用于节能上行链路数据收集的UAV BS部署80
5.3.1 系统建模和问题表述81
5.3.2 地对空信道模型81
5.3.3 IoT设备的激活模型82
5.3.4 UAV BS的放置以及与带有功控的设备进行关联83
5.3.5 更新时刻分析86
5.3.6 具有代表性的仿真结果87
5.3.7 小结89
5.4 有缓存的主动部署90
5.4.1 模型90
5.4.2 UAV BS的部署与内容缓存93
5.4.3 具有代表性的仿真结果95
5.4.4 小结97
5.5 本章小结98
第6章 UAV网络的无线感知路径规划99
6.1 无线感知路径规划的需求99
6.2 UAV UE的无线感知路径规划：模型与问题表述100
6.3 UAV UE的自组织无线感知路径规划103
6.3.1 路径规划博弈103
6.3.2 UAV UE路径规划博弈的平衡105
6.4 用于在线路径规划和资源管理的深度强化学习107
6.4.1 深度ESN架构107
6.4.2 基于深度ESN的UAV UE更新规则108
6.4.3 用于无限感知路径规划的深度强化学习109
6.5 代表性仿真结果111
6.6 本章小结118
第7章 UAV网络的资源管理119
7.1 UAV辅助无线网络在悬停时间限制下的小区关联119
7.1.1 系统模型120
7.1.2 在悬停时间限制下化数据服务的和公平的小区分区123
7.1.3 大量仿真和数值结果126
7.1.4 小结130
7.2 三维无线蜂窝网络的资源规划和小区关联130
7.2.1 三维蜂窝网络的精确模型131
7.2.2 UAV BS蜂窝网络的三维部署：截断的八面体结构132
7.2.3 小延迟三维小区关联134
7.2.4 具有代表性的仿真结果136
7.2.5 小结138
7.3 UAV无线网络中授权和非授权频谱资源的管理138
7.3.1 LTE-U UAV BS网络模型139
7.3.2 数据速率和排队模型141
7.3.3 资源管理问题的定义和解决143
7.3.4 具有代表性的仿真结果144
7.3.5 小结146
7.4 本章小结147
第8章 UAV网络中的协同通信148
8.1 蜂窝连接的UAV UE无线系统中的CoMP传输149
8.1.1 空中UAV UE网络的CoMP模型150
8.1.2 概率缓存位置和服务距离分布150
8.1.3 信道模型151
8.1.4 覆盖率分析152
8.1.5 具有代表性的仿真结果155
8.1.6 小结156
8.2 UAV可重构天线阵列：UAV BS场景157
8.2.1 基于UAV的空中天线阵列：基本模型157
8.2.2 传输时间小化：优化阵列内UAV的位置159
8.2.3 控制时间小化：UAV的时间控制163
8.2.4 具有代表性的仿真结果166
8.2.5 小结168
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