[發(fā)明專利]基于三維無線網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)終端設(shè)備關(guān)聯(lián)方法及裝置

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• 申請日: 2020-08-03
• 公開（公告）號: CN111866889A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫向明;王月;胡智群;路兆銘;張雨菁
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號: H04W16/10
• 分類號: H04W16/10;H04B7/185
• 代理公司: 北京智信四方知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11519
• 代理人: 呂雁葭;宋海龍

1.一種基于三維無線網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)終端設(shè)備關(guān)聯(lián)方法，其特征在于，包括：

在三維空間中部署無人機(jī)基站和無人機(jī)終端設(shè)備；

建立所述無人機(jī)終端設(shè)備與無人機(jī)基站的通信連接，其中，每個所述無人機(jī)基站連接至少一個無人機(jī)終端設(shè)備，每個所述無人機(jī)終端設(shè)備連接一個所述無人機(jī)基站；

根據(jù)所述無人機(jī)基站的有效數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間以及最大懸停時(shí)間確定所述無人機(jī)基站的網(wǎng)絡(luò)資源分配機(jī)制；

根據(jù)所述無人機(jī)基站的網(wǎng)絡(luò)資源分配機(jī)制，并以最大化利用所述無人機(jī)基站的整體網(wǎng)絡(luò)資源為目標(biāo)，優(yōu)化所述無人機(jī)基站與無人機(jī)終端設(shè)備的關(guān)聯(lián)匹配關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在三維空間中部署無人機(jī)基站和無人機(jī)終端設(shè)備，被實(shí)施為：

獲取待部署的目標(biāo)區(qū)域的地理位置信息；

根據(jù)所述地理位置信息部署M個無人機(jī)基站和N個無人機(jī)終端設(shè)備，其中，M、N為自然數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述無人機(jī)基站的有效數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間以及最大懸停時(shí)間確定所述無人機(jī)基站的網(wǎng)絡(luò)資源分配機(jī)制，采用如下公式：

其中，ω_i，ω_k是資源分配因子，T_i＝τ_i-g_i代表無人機(jī)基站i的有效數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，τ_i代表無人機(jī)基站i的最大懸停時(shí)間，g_i代表無人機(jī)基站i用于處理數(shù)據(jù)的時(shí)間，W是總可用帶寬，j表示無人機(jī)終端設(shè)備，a_ij表示無人機(jī)基站i與無人機(jī)終端設(shè)備j的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示無人機(jī)終端設(shè)備j的集合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述無人機(jī)基站的網(wǎng)絡(luò)資源分配機(jī)制，并以最大化利用所述無人機(jī)基站的整體網(wǎng)絡(luò)資源為目標(biāo)，優(yōu)化所述無人機(jī)基站與無人機(jī)終端設(shè)備的關(guān)聯(lián)匹配關(guān)系，被實(shí)施為：

根據(jù)所述無人機(jī)基站的網(wǎng)絡(luò)資源分配機(jī)制，并以最大化利用所述無人機(jī)基站的整體網(wǎng)絡(luò)資源為目標(biāo)，構(gòu)造對數(shù)效用函數(shù)：

其中，γ_ij代表著接受信噪比，被定義為：

其中，P_i是無人機(jī)基站i的發(fā)射功率，是空對空通信的平均路徑損耗，σ²是噪聲功率，f_c是無人機(jī)基站i的載波頻率，c是光速，α是路徑損耗指數(shù)；μ_LoS和μ_NLoS是取決于環(huán)境的視距和非視距連接的自由空間傳播的平均損耗，是視距的概率，ψ和β是反映環(huán)境影響的常數(shù)，是無人機(jī)基站i和無人機(jī)終端設(shè)備j的仰角，其中是無人機(jī)基站i和無人機(jī)終端設(shè)備j的距離，非視距的概率為P_NLoS，ij＝1-P_LoS，ij；

求解所述對數(shù)效用函數(shù)的最優(yōu)解；

根據(jù)所述最優(yōu)解優(yōu)化所述無人機(jī)基站與無人機(jī)終端設(shè)備設(shè)備的關(guān)聯(lián)匹配關(guān)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述求解所述對數(shù)效用函數(shù)的最優(yōu)解，被實(shí)施為：

擴(kuò)張離散變量a_ij為連續(xù)變量，將優(yōu)化問題轉(zhuǎn)變?yōu)橥购瘮?shù)問題；

利用分?jǐn)?shù)取整法優(yōu)化求解得到最優(yōu)解。

6.一種基于三維無線網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)終端設(shè)備設(shè)備關(guān)聯(lián)裝置，其特征在于，包括：

部署模塊，被配置為在三維空間中部署無人機(jī)基站和無人機(jī)終端設(shè)備；

通信模塊，被配置為建立所述無人機(jī)終端設(shè)備與無人機(jī)基站的通信連接，其中，每個所述無人機(jī)基站連接至少一個無人機(jī)終端設(shè)備，每個所述無人機(jī)終端設(shè)備連接一個所述無人機(jī)基站；

確定模塊，被配置為根據(jù)所述無人機(jī)基站的有效數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間以及最大懸停時(shí)間確定所述無人機(jī)基站的網(wǎng)絡(luò)資源分配機(jī)制；

優(yōu)化模塊，被配置為根據(jù)所述無人機(jī)基站的網(wǎng)絡(luò)資源分配機(jī)制，并以最大化利用所述無人機(jī)基站的整體網(wǎng)絡(luò)資源為目標(biāo)，優(yōu)化所述無人機(jī)基站與無人機(jī)終端設(shè)備的關(guān)聯(lián)匹配關(guān)系。