[發(fā)明專利]一種無人機(jī)自組織通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)空演化部署方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310376307.0
• 申請日: 2023-04-10
• 公開（公告）號: CN116567572A
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃夢;常耀文;譚喜成
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: H04W4/40
• 分類號: H04W4/40;H04W4/90;H04W4/021;H04W24/06;H04W24/02;H04W84/18
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 龔雅靜

1.一種無人機(jī)自組織通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)空演化部署方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1、建立多個(gè)應(yīng)急無人機(jī)與多個(gè)地面通信節(jié)點(diǎn)間的通信關(guān)系；

步驟S2、初始化群體，根據(jù)多個(gè)應(yīng)急無人機(jī)與多個(gè)地面通信節(jié)點(diǎn)間的通信關(guān)系進(jìn)行染色體編碼；

步驟S3、對每架應(yīng)急無人機(jī)對應(yīng)的多個(gè)地面通信節(jié)點(diǎn)求解最小外接圓且將圓心作為該應(yīng)急無人機(jī)的位置；

步驟S4、建立染色體評價(jià)模型，根據(jù)所有應(yīng)急無人機(jī)的位置確定通信覆蓋任務(wù)均衡度、應(yīng)急緊迫度和抗衰減能力并進(jìn)行個(gè)體適應(yīng)度評價(jià)，啟動(dòng)染色體選擇，保存最優(yōu)個(gè)體，淘汰不滿足適應(yīng)度的個(gè)體；

步驟S5、啟動(dòng)染色體雜交、變異，隨機(jī)生成新個(gè)體補(bǔ)充種群數(shù)量至原水平；

步驟S6、若達(dá)到最大繁衍代數(shù)，則輸出最優(yōu)應(yīng)急無人機(jī)通信覆蓋方案，否則重新進(jìn)行染色體適應(yīng)度評價(jià)；

步驟S7、若地面通信節(jié)點(diǎn)狀態(tài)發(fā)生變化，改變多個(gè)應(yīng)急無人機(jī)與多個(gè)地面通信節(jié)點(diǎn)間的通信關(guān)系，跳轉(zhuǎn)步驟S3-S6，輸出最優(yōu)應(yīng)急無人機(jī)通信覆蓋方案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)自組織通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)空演化部署方法，其特征在于：

在步驟S1中，通過構(gòu)建應(yīng)急無人機(jī)通信覆蓋時(shí)空部署矩陣建立多個(gè)應(yīng)急無人機(jī)與多個(gè)地面通信節(jié)點(diǎn)間的通信關(guān)系，其中，y_pq＝1表示應(yīng)急無人機(jī)q與第p個(gè)地面通信節(jié)點(diǎn)之間能夠通信，y_pq＝0表示應(yīng)急無人機(jī)q與第p個(gè)地面通信節(jié)點(diǎn)之間不能夠通信。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)自組織通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)空演化部署方法，其特征在于：

在步驟S2中，染色體采用兩級遞階染色體結(jié)構(gòu)，分為控制基因與參數(shù)基因，假設(shè)受災(zāi)地區(qū)共有W架應(yīng)急無人機(jī)與R個(gè)地面通信節(jié)點(diǎn)，設(shè)定參數(shù)基因個(gè)數(shù)為W，控制基因個(gè)數(shù)為R。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無人機(jī)自組織通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)空演化部署方法，其特征在于：

在步驟S3中，提取每架應(yīng)急無人機(jī)對應(yīng)的地面通信節(jié)點(diǎn)，對地面通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行排列組合，分別以每次組合的三個(gè)地面通信節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)進(jìn)行外接圓計(jì)算，求解出覆蓋點(diǎn)集的最小外接圓。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無人機(jī)自組織通信網(wǎng)絡(luò)時(shí)空演化部署方法，其特征在于：

染色體適應(yīng)度Fit由如下公式計(jì)算：

其中，Ω為通信覆蓋任務(wù)均衡度，用來評價(jià)通信覆蓋任務(wù)的分配均衡性；γ為應(yīng)急緊迫度，用來考察處于緊迫性越強(qiáng)的地區(qū)是否越優(yōu)先考慮通信覆蓋和通信質(zhì)量；為抗衰減能力，用來衡量通信鏈路抗信號衰減程度大小；Ω_min，γ_min，分別是特殊設(shè)計(jì)的衡量通信覆蓋任務(wù)均衡度，緊迫度自適應(yīng)能力，抗衰減能力的閾值，ω₁，ω₂，ω₃均為權(quán)重，0≤ω₁，ω₂，ω₃≤1，且ω₁+ω₂+ω₃＝1。