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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利面向空天地物联网的权衡能效和谱效的多目标优化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：CN116634443B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-21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：202310625151.5，技术领域涉及：H04W16/10；该发明授权面向空天地物联网的权衡能效和谱效的多目标优化方法是由高晓铮;梅雁彬;杨凯;远航;张雅琳;石珉巍;黄雨婷设计研发完成，并于2023-05-30向国家知识产权局提交的专利申请。

本面向空天地物联网的权衡能效和谱效的多目标优化方法在说明书摘要公布了：本发明公开的面向空天地物联网的权衡能效和谱效的多目标优化方法，属于通信资源分配领域。本发明实现方法为：构建空天地物联网模型，根据空天地物联网模型构建最大化系统能效和系统谱效的多目标优化问题；引入能效和谱效权衡系数，利用约束方法将空天地物联网网络中权衡能效和谱效的多目标优化问题转化为单目标优化问题；将复杂的单目标优化问题划分为子信道选择、无人机和物联网设备功率控制和无人机位置部署三个子问题，进一步提高优化效率；采用块坐标下降法，依次交替迭代求解所述三个子问题得到权衡能效和谱效的多目标优化问题的解，直至得到多目标优化结果。本发明适用于无人机与物联网设备之间存在障碍物的情况，提升系统的能效和谱效。

本发明授权面向空天地物联网的权衡能效和谱效的多目标优化方法在权利要求书中公布了：1.空天地物联网网络中权衡能效和谱效的多目标优化方法，其特征在于：包括以下步骤， 步骤一、针对无人机收集地面物联网设备数据并将地面物联网设备数据传输给低轨卫星的空天地物联网网络，将无人机与卫星间的信道等效为视距信道，由于无人机与物联网设备之间存在障碍物遮挡的实际情况，将无人机与物联网设备之间的信道等效为概率视距信道，据此构建空天地物联网模型；根据构建的空天地物联网模型构建最大化系统能效和系统谱效的多目标优化函数，给定无人机和物联网设备的通信设备数目约束、无人机和物联网设备最大发射功率约束、物联网设备传输数据的最小传输速率约束和无人机间最小距离约束，构建空天地物联网网络中权衡能效和谱效的多目标优化问题； 步骤二、引入能效和谱效权衡系数，利用约束方法将步骤一构建的空天地物联网网络中权衡能效和谱效的多目标优化问题转化为单目标优化问题，降低优化问题求解的复杂度；将含有物联网设备发射功率、无人机发射功率、子信道选择变量的能量效率目标函数保留，作为单目标优化问题的目标函数；通过能效和谱效权衡系数，将较为简单的频谱效率函数转化为新增的约束条件，即将空天地物联网网络中权衡能效和谱效的多目标优化问题转化为单目标优化问题，利于优化问题的求解； 步骤三、将步骤二中得到的单目标优化问题划分为子信道选择、无人机和物联网设备功率控制、无人机位置部署三个子问题，进一步提高求解效率；子信道选择子问题含有指示无人机与物联网设备之间是否存在通信的二元变量；采用匹配算法，快速得到合适的子信道，提升无人机与物联网设备之间的数据传输速率；对于无人机和物联网设备功率控制这一非凸子问题，通过Dinkelbach算法将含有无人机发射功率以及物联网设备发射功率的分式形式的目标函数转化为差分形式以便求解；通过逐次凸近似的方法将含有无人机与卫星之间的数据传输速率的非凸约束转化为凸约束；通过拉格朗日对偶算法将无人机和物联网设备功率控制子问题转化为相应的对偶问题，得到无人机发射功率以及物联网设备发射功率的最优方案，尽可能降低系统消耗的能耗；无人机位置部署子问题难以求解，引入角度松弛变量，并通过逐次凸近似算法对无人机间距离，物联网设备到无人机的数据传输速率进行近似，将无人机部署子问题转化为凸问题，降低计算复杂度； 步骤四、采用块坐标下降法，首先求解子信道选择子问题，基于子信道选择子问题的解，求解无人机和物联网设备发射功率子问题，再基于得到的子信道选择子问题以及无人机和物联网设备发射功率子问题的解，求无人机位置部署子问题；根据无人机和物联网设备发射功率子问题以及无人机位置部署子问题的解，重新求解子信道选择子问题，依次交替迭代求解子信道选择、无人机和物联网设备发射功率、无人机位置部署三个子问题得到权衡能效和谱效的多目标优化问题的解，直至得到空天地物联网网络中权衡能效和谱效的多目标优化结果。

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