恭喜重庆邮电大学尚凤军获国家专利权
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龙图腾网恭喜重庆邮电大学申请的专利一种灾后通信恢复中的无人机基站三维部署方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116321188B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310065604.3,技术领域涉及:H04L41/142;该发明授权一种灾后通信恢复中的无人机基站三维部署方法是由尚凤军;魏峰超;万桔豪设计研发完成,并于2023-01-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种灾后通信恢复中的无人机基站三维部署方法在说明书摘要公布了:本发明属于通信技术领域,特别涉及一种灾后通信恢复中的无人机基站三维部署方法,以最小化所需无人机数量以及使所有用户的接收功率衡量的整体服务质量最大化的基础上,构建求取无人机部署最优决策的问题;求解求取无人机部署最优决策的问题的过程中,利用贪婪搜索算法求出最小无人机数量和位置的次优解,再通过人工电场算法对位置和负载均衡的问题进行优化,得到最优的无人机部署方案;本发明采用贪婪搜索算法和元启发式的人工电场算法相结合,考虑了最小化无人机部署数量和满足QoS要求,可以在三维空间连续部署,能够快速适应动态网络的自主定位,具有较低复杂度。
本发明授权一种灾后通信恢复中的无人机基站三维部署方法在权利要求书中公布了:1.一种灾后通信恢复中的无人机基站三维部署方法,其特征在于,以最小化所需无人机数量以及使所有用户的接收功率衡量的整体服务质量最大化的基础上,构建求取无人机部署最优决策的问题,该问题表示为: 约束条件: 其中,ND表示无人机可用数量;KT表示该区域地面用户总数;λ表示表示控制网络性能质量最大化和部署的ABS数量最小化之间的平衡;ui表示第i个无人机基站是否部署的二进制变量;Pi,k表示UAVi到UEk到的发射功率;PT表示发射功率;ai,k表示UAVi和UEk是否关联的二进制值;UAVmax表示无人机可服务的最大容量;β表示环境因子;pi,k表示第i个无人机到第k个用户的发射功率;Λth表示UEk从UAVi接收到的信干噪比的阈值;gj,k表示第j个无人机到第k个用户设备之间的信道增益;Ngw表示高斯白噪声的功率;在三维笛卡尔坐标系中,用xj,yj表示无人机基站的水平位置,zj表示高度;θ表示两个无人机之间的安全距离;为了求解求取无人机部署最优决策的问题,利用贪婪搜索算法求出最小无人机数量和位置的次优解,具体包括:101、部署候选的无人机基站以覆盖所有的用户设备,保证每个用户设备至少有一个无人机基站服务,同时将所有的决策变量设置为1,并测量获取接收到的其他无人机的信号强度;102、计算每个无人机基站与用户之间的信干噪比,并判断该信干噪比是否超过设置的阈值,若超过则无人机基站与用户之间存在连接关系,否则不存在连接关系,以此来构建连接图;103、删除连接图中存在的冗余连接;104、检查连接图中是否存在度为0的无人机基站,如果存在而且删除该无人机基站后不影响其他无人机基站的通信,则删除该无人机基站;105、根据无人机的度,删除度最小的n个无人机,并将删除的无人机对应的用户设备尝试重新关联到相邻的无人机基站;106、判断当前无人机基站是否覆盖所有用户设备,若覆盖则完成贪婪搜索算法获得一定数量的无人机基站和其初始位置,否则返回步骤105;再通过人工电场算法对位置和负载均衡的问题进行优化,得到最优的无人机部署方案,具体包括:201、根据贪婪搜索算法得到一个粒子在三维搜索空间中的位置,表示为Xi=x,y,z,x、y、z分别为一个粒子在三维坐标系的x、y、z轴上的坐标;202、判断是否存在未被关联的用户设备,若存在则让基站或者无人机与该UE重新建立连接;203、基于人工电场算法,计算一个粒子在时刻t的加速度;204、根据前一时刻的加速度更新当前时刻的速度,并根据速度更新当前粒子在三维空间中的位置;205、判断当前是否为最大迭代次数,若是则结束迭代,获得粒子的最优位置;否则返回步骤202;其中,i=1,2,3,......,N,N表示贪婪搜索算法求出的最小无人机数量;xi为第i个粒子在三维搜索空间中的位置。
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