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龙图腾网获悉西安电子科技大学申请的专利一种基于多时间尺度的空地一体化通信网络覆盖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：CN115665775B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-08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：202211332474.7，技术领域涉及：H04L5/00；该发明授权一种基于多时间尺度的空地一体化通信网络覆盖方法是由李建东;张艺如;刘俊宇;盛敏;史琰;赵晨曦设计研发完成，并于2022-10-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于多时间尺度的空地一体化通信网络覆盖方法在说明书摘要公布了：本发明提供一种基于多时间尺度的空地一体化通信网络覆盖方法，属于通信网络技术领域，解决了现有技术中如何最大化每单位无人机能耗的传输信息量以实现最佳能效的问题；包括初始化相关参数、关联策略、资源分配和飞行轨迹；求解给定飞行轨迹和资源分配的子问题一，得出关联策略；基于子问题一的结果，求解给定飞行轨迹和关联策略的子问题二，得出资源分配；基于子问题一和二的结果，求解给定资源分配和关联策略的子问题三，得出飞行轨迹；通过重复迭代优化过程，直至结果收敛，得出最终关联策略、资源分配和飞行轨迹；本发明以多时间尺度的方式，联合优化用户关联、资源分配以及空中基站飞行轨迹，从而使方法更贴合实际，应用效果极大提升。

本发明授权一种基于多时间尺度的空地一体化通信网络覆盖方法在权利要求书中公布了：1.一种基于多时间尺度的空地一体化通信网络覆盖方法，其特征在于，包括如下步骤： S1、对系统的参数进行初始化，所述参数包括地面用户参数、空中基站参数和其他辅助参数； S2、初始化关联策略、资源分配和飞行轨迹；在进行初始化时，资源分配为对每个用户平均分配资源，飞行轨迹为空中基站从初始位置出发，沿特定方向直线飞行； S3、进行迭代优化计算，求解给定飞行轨迹和资源分配的子问题一，所述子问题一的目标函数为最大化系统效率，求解得出关联策略； S4、求解给定轨迹和关联策略的子问题二，所述子问题二的求解过程中，关联策略和资源分配所使用的时间尺度不同，因此求解过程中运用多时间尺度同一化的方法，依据所述子问题一得出的关联策略，求解得出资源分配； S5、求解给定资源分配和关联策略的子问题三，依据所述子问题一得出的关联策略和所述子问题二得出的资源分配，求解得出飞行轨迹； S6、重复步骤S3至S5的迭代优化计算过程，直至子问题一、子问题二和子问题三的求解结果收敛，得出最终的关联策略、资源分配和飞行轨迹，完成空地一体化通信网络覆盖的联合优化； 所述步骤S1的具体初始化内容如下： S1-1、初始化地面用户的数目、空中基站的数目、飞行轨迹规划的时隙数N、飞行轨迹规划的时隙长度、资源分配的时隙数M、资源分配的时隙长度；并将空中基站的集合表示为={1,2,...,}，地面用户的集合表示为={1,2,...,}； S1-2、初始化地面用户的位置、卫星的位置以及空中基站的位置，包括： 地面用户的位置随机分布、卫星处于初始位置、空中基站处于初始位置，所述空中基站通过所述卫星进行回程连接；第k个地面用户的水平坐标为；卫星在第n个时隙的水平位置表示为；卫星高度为H，第u个空中基站的固定高度为；每一个地面用户只关联一个空中基站； S1-3、初始化系统中的其他辅助参数，包括、、、、迭代次数j=0、、； 所述步骤S3的具体内容包括： S3-1、规定关联策略：规定一个空中基站可以同时为最多个地面用户提供通信服务，其中；引入二进制变量，表示第k个地面用户是否在第n个时隙连接到第u个空中基站，如果连接，则 =1，否则 =0；得出如下式的关联策略： S3-2、规定子问题一的目标函数，所述子问题一的目标函数与所述子问题二及子问题三的目标函数均相同，为最大化系统效率的目标函数，如下： S3-3、求解子问题一，包括： 子问题一的优化问题为： 将二元性关联变量松弛为连续变量，将子问题一改写为： 引入惩罚函数F= -1，所述惩罚函数为凸函数，子问题一进一步改写为： 其中，是一个惩罚因子，目标函数 F是凹函数的差，即 F；在第j+1次迭代中，将目标中的F替换为一阶泰勒展开式，如下： 并得出： 依据上述过程，子问题一转化为如下线性规划： 此时已可通过代入给定飞行轨迹和资源分配，使用CVX工具对子问题一进行求解，所述子问题一的求解变量即为关联策略； 所述步骤S4的具体内容包括： S4-1、规定资源分配：在空中基站的资源分配中，空中基站以固定的时隙长度为单位进行更新；使用表示在时隙内接入链路为第个地面用户分配的带宽比例，该带宽比例是介于0和1之间的离散值；每个子载波只分配给一个地面用户，如果子载波的数量足够大，则在0和1之间近似连续；基于上述规定，得出如下式的资源分配： S4-2、建立并运用时间尺度同一化模型；在子问题二的优化求解过程中，关联策略和资源分配使用的时间尺度不同，依据不同条件下的时间尺度同一化模型和关联策略的特点，得到时间尺度同一化后的资源分配； S4-3、求解子问题二，包括： 子问题二的优化问题为： 统一时间尺度和，将如步骤S4-2中方式转化为； 此时的目标函数如下： 此时已可通过代入子问题一求出的关联策略和给定飞行轨迹，使用CVX工具对子问题二进行求解，所述子问题二的求解变量即为资源分配； 所述步骤S4-2中，依据不同条件下的时间尺度同一化模型和关联策略的特点，得到时间尺度同一化后的资源分配，具体分为如下五种情况： 情况一、若资源分配的中位数能体现资源分配特点时，将时隙长度更小的与时隙长度较大的相除，即c= ，得到两个不同时间尺度长度的对应关系；然后将每c个的值取其中位数得到； 情况二、若资源分配在某一段时间具有代表性或内存不足时，将时隙长度更小的与时隙长度较大的相除，即c= ，得到两个不同时间尺度长度的对应关系；然后将每c个的值取出部分具有代表性的值再作平均得到； 情况三、若资源分配全部时间均具有代表性时，将时隙长度更小的与时隙长度较大的相除，即c= ，得到两个不同时间尺度长度的对应关系；然后将的值每c个取一次平均得到； 情况四、若资源分配的最值能体现资源分配特点时，将时隙长度更小的与时隙长度较大的相除，即c= ，得到两个不同时间尺度长度的对应关系；然后将的值每c个取其最值得到； 情况五、若资源分配具有随机性时，将时隙长度更小的与时隙长度较大的相除，即c = ，得到两个不同时间尺度长度的对应关系；然后将每c个的值随机取若干个值再作平均得到。

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