[發明專利]紫外光協作無人機通信的網絡連通性分部積分計算方法

在審

• 申請號: 202110335045.4
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113193900A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 趙太飛;林亞茹;張倩;張爽;薛蓉莉
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

本發明提供了一種紫外光協作無人機通信的網絡連通性分部積分計算方法，首先選取移動自組網的運動模型，對無人機運動模型進行量化分析，得到無人機遵循RWP模型運動時的概率密度函數；其次，采用PPM調制方式，得到無線紫外光通信方式下的覆蓋范圍；之后引入網絡連通性近似方法表達式，并對連通性計算進行數學建模；再在所建立模型的基礎上實施分部積分，并通過建立模型計算得到不同參數配置下的網絡k?連通概率；最終將基于分部積分建模的計算方法與已有的泊松強度近似法進行比較，驗證分部積分法的有效性。本發明在極坐標系下實現連通性近似分析，減少了積分區間的劃分，簡化了計算過程。

技術領域

本發明屬于無人機網絡通信技術領域，具體涉及一種紫外光協作無人機通信的網絡連通性分部積分計算方法。

背景技術

現如今，隨著無人機的廣泛應用，尤其是在軍事方面的應用，戰場環境下的隱秘通信顯得尤為重要。但是無人機之間是否能夠實現穩定可靠的通信不僅取決于通信方式的選取，通信鏈路是否實時連通也時刻影響著無人機內部的通信。

無人機可以提供大容量、長距離傳輸和大范圍覆蓋，可廣泛用于通信、偵察、監視等領域。但是無人機之間的通信，尤其是戰場環境下的無人機通信，更是對通信安全和通信質量有著更高的要求，因此在保證可靠通信的同時，網絡連通的問題也日益得到重視。由于鏈路的實時變化，節點的移動都將影響著網絡的連通性，當網絡中的無人機遵循靜態分布時，網絡的連通性可以方便地進行量化分析，但是當網絡中的無人機動態分布時，連通性的量化分析已經成為一個較難的問題，因此本文通過提出一種紫外光協作無人機通信的網絡連通性近似方法，為無人機網絡連通性的計算提供了新的研究思路，從而為無人機組網更加高效地協同完成任務奠定了基礎。

需要注意的是，本部分旨在為權利要求書中陳述的本發明的實施方式提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認是現有技術。

發明內容

本發明目的在于提供了一種紫外光協作無人機通信的網絡連通性分部積分計算方法，實現了無人機組網高效地協同完成任務。

為實現上述目的本發明采用如下技術方案：

該紫外光協作無人機通信的網絡連通性分部積分計算方法，包括以下步驟：

S1：選取一個移動自組網的運動模型，對無人機運動模型進行量化分析，得到無人機遵循RWP模型運動時的概率密度函數；

S2：采用PPM調制方式，得到無線紫外光通信方式下的覆蓋范圍；

S3：引入網絡連通性近似方法表達式，并對連通性計算進行數學建模；

S4：在所建立模型的基礎上實施分部積分，并通過建立模型計算得到不同參數配置下的網絡k-連通概率；

S5：將基于分部積分建模的計算方法與已有的泊松強度近似法進行比較，從而驗證分部積分法的有效性。

進一步地，上述步驟S1中無人機運動模型遵循以下規則，以無人機i為例:

(a)運動點從P_i沿鋸齒形的線運動到下一個暫停點P_i+1；

(b)暫停點均勻地隨機分布在一個凸區域；

(c)每個暫停點在開始運動前，將會從均勻的速度分布中隨機獲取一個速度；

(d)當節點在繼續下一段并到達下一個暫停點前，會有一個短暫的思考時間，其中“思考時間”是獨立同分布的隨機變量。

進一步地，上述步驟S1中概率密度函數如下：

其中，C為一個固定常數并且等于

進一步地，上述步驟S2具體如下：