[發明專利]基于無人機網絡的深遠海信息服務質量優化方法

有效

• 申請號: 202010879783.0
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN112188515B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 王景璟;杜軍;關桑海;侯向往;方政儒;任勇
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04W24/02
• 分類號: H04W24/02;H04W4/40;H04W16/18
• 代理公司: 北京翔石知識產權代理事務所(普通合伙) 11816
• 代理人: 李勇

1.一種基于無人機網絡的深遠海信息服務質量優化方法，其特征在于，包括：

建立基于海上基站和空中基站的混合網絡，所述空中基站包括L個備用位置基站，根據貪婪算法將從L個所述備用位置基站選擇至少一個作為空中基站，將空中基站加入到所述海上基站中，形成第一混合網絡；

利用啟發式算法計算所述第一混合網絡中的空中基站的最優部署高度；

當完成所述空中基站的高度部署后，根據海上用戶實際位置調整所述空中基站的水平位置，將其移動至所服務的海上用戶的中心點，實現最優覆蓋；

所述空中基站為無人機基站，所述海上基站包括M個，所述海上基站位置集合A＝{a1,a2,……,aM}，以及所述無人機基站的備選部署位置集合C＝{c1,c2,……,cL}，在位置集合C中選取N個位置部署無人機基站，所述第一混合網絡包括M個海上基站和N個無人機基站；

當前已選中的海上基站位置集合B，以及當前已選中的無人機基站的位置集合S，所述貪婪算法中集合B由所述海上基站的位置A初始化，然后在每次迭代中，向位置集合中添加一個與該位置集合中所有點距離最遠的無人機基站的水平位置，直到位置集合S達到所需的空中基站的數量；

在所述海上基站中，距離dist(ai,aj)＝|ai-aj|表示位置ai和aj之間的歐式距離，而距離dist(ai,B)表示位置ai與位置集合B中最近位置之間的歐式距離，即dist(ai,B)＝min{dist(ai,aj):

H＝{h1,h2,……,hP}表示空中基站部署高度，將任一空中基站ui的覆蓋范圍設為一個圓形區域，其覆蓋半徑Ri等于該基站與最近鄰基站間水平距離的一半，若用戶在覆蓋區域內隨機分布，認為最優部署高度hi只與覆蓋半徑Ri以及空中基站與覆蓋區域邊緣連線和水平面之間的最優夾角φopt有關，最優夾角φopt根據實際環境參數和基站密度進行模擬仿真，利用啟發式方法求，即：

hi＝α×Ri tan(φopt)，其中，0α≤1代表空中基站高度的規范化系數。

2.根據權利要求1所述的基于無人機網絡的深遠海信息服務質量優化方法，其特征在于，通過逐漸調整無人機基站的數量N觀察網絡服務質量的變化，使用β＝N/M代表空中無人機基站與原有海上基站的數量之比，當空中無人機基站數量N＝20，即β＝1時獲得的聯合部署位置改善了海洋網絡的覆蓋。

3.根據權利要求2所述的基于無人機網絡的深遠海信息服務質量優化方法，其特征在于，所述網絡服務質量包括所述網絡基于空間的規律性、用戶SINR和網絡整體容量。

4.根據權利要求1所述的基于無人機網絡的深遠海信息服務質量優化方法，其特征在于，使用二維的泊松點過程建模海上船舶用戶分布，船舶用戶在單位面積上的數量符合泊松分布。