[發明專利]一種多無人機的路徑規劃與頻譜資源分配方法及系統

在審

• 申請號: 202111577801.0
• 申請日: 2021-12-22
• 公開（公告）號: CN114448490A
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 胡星星
• 申請（專利權）人: 天翼云科技有限公司
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W16/10;H04W16/18;H04W16/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種多無人機的路徑規劃與頻譜資源分配方法，其特征在于，包括如下：

利用預設模擬方法分別模擬災后地面終端的分布、熱點的分布，得到多個以熱點為中心的地面終端聚簇；

依據每個無人機與每個聚簇的距離以及每個無人機能夠接入地面終端的數量，為每個地面終端配置無人機；

利用TDMA技術實現無人機的信道接入，基于受其他無人機的干擾參量、與地面終端之間的信道增益，計算每個無人機當前接收的數據量，根據每個無人機當前接收的數據量，結合多維度影響參數，以獲取最大的布置收益為目標，利用COBSO智能算法為每個無人機分配頻率資源、優化無人機軌跡和部署數量。

2.根據權利要求1所述的多無人機的路徑規劃與頻譜資源分配方法，其特征在于，所述利用預設模擬方法分別模擬災后地面終端的分布、熱點的分布，得到多個以熱點為中心的地面終端聚簇的過程，包括：

利用托馬斯簇過程模擬災后地面終端的分布，利用泊松點過程模擬熱點的分布，得到多個以熱點為中心的地面終端聚簇。

3.根據權利要求1所述的多無人機的路徑規劃與頻譜資源分配方法，其特征在于，所述依據每個無人機與每個聚簇的距離以及每個無人機能夠接入地面終端的數量，為每個地面終端配置無人機的過程，包括：

依據每個無人機與每個聚簇的距離以及每個無人機能夠接入地面終端的數量，依次為每個聚簇部署一個簇無人機，利用輔助無人機為未成簇的地面終端、當前簇無人機無法有效覆蓋出現時延敏感型數據的地面終端進行覆蓋。

4.根據權利要求1所述的多無人機的路徑規劃與頻譜資源分配方法，其特征在于，為單個聚簇部署簇無人機的過程，包括：

判斷當前聚簇是否關聯簇無人機；

當當前聚簇未關聯簇無人機時，找到當前在無人機覆蓋范圍內的所有無人機，并按照距離順序由近及遠進行排序；

將距離當前聚簇最近的、接入地面終端的數量未達到上限的簇無人機，與當前聚簇進行關聯；當全部的簇無人機接入地面終端的數量均達到上限，則為當前聚簇分配新的簇無人機。

5.根據權利要求1所述的多無人機的路徑規劃與頻譜資源分配方法，其特征在于，所述利用TDMA技術實現無人機的信道接入的過程，包括：

當地面終端與無人機之間的信道狀態滿足信噪比條件時，地面終端與無人機建立通信，且無人機利用TDMA技術與所管轄簇內的每個地面終端通信。

6.根據權利要求1所述的多無人機的路徑規劃與頻譜資源分配方法，其特征在于，所述基于受其他無人機的干擾參量、與地面終端之間的信道增益，計算每個無人機當前接收的數據量的過程，包括：

根據在當前時隙內無人機與所管轄的每個地面終端之間的信道增益、在當前時隙內無人機受到其他無人機對本信道的干擾參量，計算在當前時隙內無人機的瞬時可達率；

根據在當前時隙內無人機的瞬時可達率、時隙大小、地面終端的數據包生成時間、數據包過期時間，計算得到無人機當前接收的數據量。

7.根據權利要求1所述的多無人機的路徑規劃與頻譜資源分配方法，其特征在于，所述多維度影響參數包括：

每個地面終端的數據包大小、時延敏感程度以及當前無人機位置和剩余頻譜資源。

8.一種多無人機的路徑規劃與頻譜資源分配系統，其特征在于，包括：

模擬分布模塊，用于利用預設模擬方法分別模擬災后地面終端的分布、熱點的分布，得到多個以熱點為中心的地面終端聚簇；

無人機部署模塊，用于依據每個無人機與每個聚簇的距離以及每個無人機能夠接入地面終端的數量，為每個地面終端配置無人機；

頻譜資源分配模塊，用于利用TDMA技術實現無人機的信道接入，基于受其他無人機的干擾參量、與地面終端之間的信道增益，計算每個無人機當前接收的數據量，根據每個無人機當前接收的數據量，結合多維度影響參數，以獲取最大的布置收益為目標，利用COBSO智能算法為每個無人機分配頻率資源、優化無人機軌跡和部署數量。