[發(fā)明專利]一種無人機蜂群實時性協(xié)同通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210180429.8
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114553302B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設計）人: 馮濟舟;吳亮;趙洪立;楊雪亞;董世友
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: H04B7/185
• 分類號: H04B7/185;H04W16/18;H04W16/22;H04W24/02;H04W40/02;H04W84/18
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種無人機蜂群實時性協(xié)同通信方法，其特征在于，所述無人機蜂群包括通信連接的前突偵察無人機、各區(qū)域中心節(jié)點以及區(qū)域中心節(jié)點以外的其它節(jié)點、中心決策節(jié)點，前突偵察無人機在整個無人機蜂群的最前端，偵察信息并進行偵察信息的下發(fā)，中心決策節(jié)點在整個無人機蜂群的最末端，接收前突偵察無人機或區(qū)域中心節(jié)點的偵察信息，作出決策，并將決策部署發(fā)送給相應的區(qū)域中心節(jié)點和前突偵察無人機；所述協(xié)同通信方法包括：構建無人機蜂群實時性協(xié)同通信方式優(yōu)化的數(shù)學模型，利用啟發(fā)式算法求解模型結果，得到通信線路最短的訪問策略，中心決策節(jié)點根據(jù)通信線路最短的訪問策略對相應的區(qū)域中心節(jié)點和前突偵察無人機進行部署；

所述構建無人機蜂群實時性協(xié)同通信方式優(yōu)化的數(shù)學模型，包括：

利用公式

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構建無人機蜂群實時性協(xié)同通信方式優(yōu)化的數(shù)學模型，其中，表示前突偵察無人機發(fā)起的第個通信任務，表示從區(qū)域中心節(jié)點i到區(qū)域中心節(jié)點j的通信任務，表示節(jié)點之間構成的邊的集合，表示兩兩節(jié)點之間的距離，表示前突偵察無人機發(fā)起的通信任務經(jīng)過區(qū)域中心節(jié)點和，表示前突偵察無人機發(fā)起的通信任務不經(jīng)過區(qū)域中心節(jié)點和；表示無人機節(jié)點點集且，前突偵察無人機節(jié)點為節(jié)點0，為第個區(qū)域中心節(jié)點，表示中心決策節(jié)點，Z_k表示前突偵察無人機是否發(fā)起通信任務，若表示前突偵察無人機發(fā)起第個通信任務，若表示前突偵察無人機沒有發(fā)起第個通信任務；表示全部節(jié)點集且；表示第個區(qū)域中心節(jié)點的增加數(shù)據(jù)量，表示通信通道額外還能承載的信息量；表示區(qū)域中心節(jié)點u，表示到達節(jié)點u的時間，表示從區(qū)域中心節(jié)點u到中心決策節(jié)點n+1節(jié)點之間的距離，表示數(shù)據(jù)傳輸速度，表示無窮大的數(shù)；

所述利用啟發(fā)式算法求解模型結果，得到通信線路最短的訪問策略，包括以下步驟：

步驟一：所有區(qū)域中心節(jié)點構成集合B；

步驟二：以區(qū)域中心節(jié)點集B中的第一個區(qū)域中心節(jié)點為對象a，將a與其它區(qū)域中心節(jié)點進行比較，選出與a的時間窗有交集的所有其它區(qū)域中心節(jié)點構成集合A；

步驟三：以集合A中的第一個區(qū)域中心節(jié)點為對象c，將a與c比較，將a與c以及a與c的時間窗交集作為元素，得集合C；

步驟四，將集合A中的其它區(qū)域中心節(jié)點的時間窗與集合C時間窗交集進行比較，如果有交集，則將該區(qū)域中心節(jié)點存入集合C中作為與a，c相關的對象，同時將新的交集作為集合C中與a，c相關對象的公共時間窗交集，繼續(xù)查找，直至集合A中其它區(qū)域中心節(jié)點與a，c相關對象的公共時間窗沒有交集為止；

步驟五，從A中刪除c，判斷A是否為空，如果是，則轉下步；否則，轉步驟三；

步驟六，從集合B中刪除a，判斷B是否為空，如果是，則轉步驟七；否則，轉步驟二；

步驟七：最終得出的集合C作為區(qū)域中心節(jié)點訪問策略集；

步驟八：從區(qū)域中心節(jié)點訪問策略集中選擇訪問的節(jié)點數(shù)最多且通信線路最短的訪問策略；

步驟九：從區(qū)域中心節(jié)點訪問策略集中刪除包含上步選擇的區(qū)域中心節(jié)點的所有訪問策略；

步驟十：如果當前的所有已選訪問策略已經(jīng)包含了全部區(qū)域中心節(jié)點，則停止，輸出結果，否則轉步驟八。