[發(fā)明專利]基于物理引力模型部署無人機增強基站通信的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810251674.7
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108471616B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 伍楷舜;鐘舒馨;王璐;邱宇軒
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳大學(xué)
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04L12/24
• 代理公司: 深圳市科吉華烽知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 44248
• 代理人: 李利

1.一種基于物理引力模型部署無人機增強基站通信的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1、利用KDivide的方法橫豎交替切割對熱點區(qū)域進行劃分使得劃分的每個小方塊內(nèi)用戶數(shù)都滿足單臺無人機的容量；

S2、通過計算Objective Function判斷劃分的小方塊內(nèi)是否需要分配無人機，如是，則分配無人機并執(zhí)行下一步，如否，則不分配無人機；

S3、根據(jù)EMech對沒有被覆蓋的用戶定位無人機的位置；

S4、利用RMerge逆轉(zhuǎn)步驟S1對劃分的小方塊進行兩兩合并直至合并為初始熱點區(qū)域的方塊。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物理引力模型部署無人機增強基站通信的方法，其特征在于，所述步驟S1中還包括以下步驟：

S11、判斷切割劃分是否劃分方向，如未選擇劃分方向，則選擇劃分方向s，如已選擇劃分方向s’，則令s’＝s；

S12、判斷當前方塊內(nèi)的用戶數(shù)是否超過單臺無人機的容量，如超過，則根據(jù)劃分方向s均勻劃分當前方塊并將劃分方向置為垂直原方向的s’，如未超過，則停止該方塊劃分；

S13、重復(fù)步驟S11和S12的過程直到所有方塊內(nèi)的用戶數(shù)均滿足單臺無人機的容量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于物理引力模型部署無人機增強基站通信的方法，其特征在于，所述步驟S2還包括以下步驟：

S21、計算當前方塊的Objective Function并將其標記為OF；

S22、計算當前方塊部署無人機后的Objective Function并將其標記為OF’；

S23、判斷當前方塊的OF與OF’的大小，如OF大于OF’，則分配無人機，如OF小于等于OF’，則不分配無人機。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于物理引力模型部署無人機增強基站通信的方法，其特征在于，所述步驟S3還包括以下步驟：

S31、在給定方塊中選擇初始放入位置為隨機位置；

S32、計算方塊內(nèi)用戶群對無人機吸引力作用力的合力；

S33、根據(jù)無人機在吸引力合力的方向向上位移一段距離；

S34、重復(fù)步驟S32和步驟S33過程使得用戶群對無人機的作用力的合力達到平衡點的位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于物理引力模型部署無人機增強基站通信的方法，其特征在于，所述步驟S4還包括以下步驟：

S41、判斷兩兩合并的小方塊A、B之前是否分配無人機；如兩個小方塊A、B均沒有分配無人機，則先合并兩個方塊構(gòu)成新方塊C，并調(diào)用步驟S2判斷新方塊是否分配新的無人機；如兩個小方塊A、B一個含有無人機一個沒有無人機，則先合并兩個方塊構(gòu)成新方塊C，在原分割線左右R_max距離的矩形內(nèi)構(gòu)造方塊C’，調(diào)用步驟S2判斷方塊C’是否分配新的無人機，若不分配無人機，則調(diào)用步驟S3調(diào)整方塊內(nèi)所有無人機的位置；如兩個小方塊A、B均分配有無人機，則先合并成新的方塊C，在原分割線左右R_max距離的矩形內(nèi)構(gòu)造方塊C’，調(diào)用步驟S2判斷方塊C’是否分配新的無人機，若不分配無人機，計算兩兩無人機之間的距離。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于物理引力模型部署無人機增強基站通信的方法，其特征在于，所述步驟S41還包括以下步驟：

S411、判斷兩個無人機之間的距離是否小于2×R_max，如是，則計算兩臺無人機的覆蓋范圍，根據(jù)覆蓋范圍的凸包構(gòu)造方塊，計算方塊的計算方塊的Objective Function記為OF；若移除一臺無人機，調(diào)用S3步驟，并計算方塊的Objective Function，記為OF’；若OF’大于OF，則移除一臺無人機，反之不移除；如否，則執(zhí)行下一步；

S412、判斷兩個無人機之間的距離是否小于4×R_max，如是，則計算兩臺無人機的覆蓋范圍，根據(jù)覆蓋范圍的凸包構(gòu)造方塊，計算方塊的Objective Function記為OF；若增加一臺無人機，調(diào)用S3步驟，并計算方塊的Objective Function，記為OF’；若OF’大于OF，則增加一臺無人機，反之不增加；如不是，則距離大于4×R_max不對無人機位置做任何調(diào)整。