[發(fā)明專利]無人機(jī)通信中的抗干擾模型及斯坦伯格博弈次梯度算法

在審

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• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN108092729A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任國春;陳瑾;徐逸凡;徐煜華;陳學(xué)強(qiáng);楊旸;賈錄良;孔利君
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學(xué)
• 主分類號: H04B17/391
• 分類號: H04B17/391;H04B17/309;H04B17/345
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

1.一種無人機(jī)通信中的抗干擾模型，其特征在于，將無人機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中的所有的無人機(jī)，劃分為發(fā)送‐接收對，每一組發(fā)送‐接收對視為一個無人機(jī)用戶；無人機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中存在的智能干擾機(jī)能夠根據(jù)無人機(jī)用戶的傳輸功率主動調(diào)整干擾功率，從而最大化干擾效用；智能干擾機(jī)的干擾效果與其傳輸功率、信道增益有關(guān)；無人機(jī)用戶與無人機(jī)用戶之間存在互干擾，互干擾的大小與互干擾系數(shù)和傳輸功率有關(guān)。

2.一種基于權(quán)利要求1所述的無人機(jī)通信中的抗干擾模型的斯坦伯格博弈次梯度算法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將無人機(jī)通信的抗干擾問題，建模為斯坦伯格博弈模型，博弈的參與者是無人機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中的無人機(jī)用戶和智能干擾機(jī)；

步驟2，無人機(jī)用戶以一定功率進(jìn)行通信；智能干擾機(jī)偵測到無人機(jī)用戶的通信后，計算在當(dāng)前無人機(jī)用戶傳輸功率下，其自身效用函數(shù)的最大值，并將此時的傳輸功率，作為干擾機(jī)最優(yōu)傳輸功率；

步驟3，無人機(jī)用戶群內(nèi)用戶偵測到智能干擾機(jī)的干擾后，各無人機(jī)用戶根據(jù)感知到的智能干擾機(jī)功率及其他無人機(jī)用戶傳輸功率，調(diào)整各自的傳輸功率，使無人機(jī)用戶效用值最大，此時對應(yīng)的無人機(jī)用戶傳輸功率為當(dāng)前無人機(jī)用戶的最優(yōu)傳輸功率；

步驟4，當(dāng)用戶和干擾均完成上述調(diào)整，算法完成一次迭代，當(dāng)所有無人機(jī)用戶和干擾機(jī)的傳輸功率收斂到斯坦伯格均衡，或者達(dá)到設(shè)定迭代次數(shù)時，算法結(jié)束。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無人機(jī)通信中的抗干擾模型的斯坦伯格博弈次梯度算法，其特征在于，步驟1所述將無人機(jī)通信的抗干擾問題，建模為斯坦伯格博弈模型，博弈的參與者是無人機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)中的無人機(jī)用戶和智能干擾機(jī)，具體如下：

在該博弈模型中，智能干擾機(jī)為領(lǐng)導(dǎo)者，其效用函數(shù)為V；無人機(jī)用戶群為跟隨者，其效用函數(shù)集合為{U1,U2,...,Un}，下標(biāo)為用戶編號。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無人機(jī)通信中的抗干擾模型的斯坦伯格博弈次梯度算法，其特征在于，步驟2中所述的計算無人機(jī)用戶在當(dāng)前傳輸功率下，智能干擾機(jī)自身效用函數(shù)的最大值，具體如下：

智能干擾機(jī)的效用函數(shù)V的定義式如(1)所示：

其中B為信道帶寬，N0為噪聲功率，J為智能干擾機(jī)的傳輸功率，Pi為無人機(jī)用戶i的傳輸功率，αi為無人機(jī)用戶i的信道增益，i＝1,2,…n.β為智能干擾機(jī)的信道增益，C為智能干擾機(jī)的傳輸代價；θm表示用戶m與其他在同一信道上通信的用戶之間的互干擾系數(shù)，m＝1,2,3...i-1,i+1,...n；

智能干擾機(jī)以式(1)的效用函數(shù)對其傳輸功率進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化目標(biāo)為：

s.t. J≤JM. (3)。