申请/专利权人：中国电子科技集团公司第十研究所

申请日：2024-03-07

公开（公告）日：2024-05-24

公开（公告）号：CN117858105B

主分类号：H04W16/18

分类号：H04W16/18;H04W64/00;H04W24/02;H04W84/06;G06F18/23213;H04B7/185

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.05.24#授权;2024.05.10#著录事项变更;2024.04.26#实质审查的生效;2024.04.09#公开

摘要：本发明提供复杂电磁环境下多无人机协作集划分与部署办法，属于无线通信技术领域；办法包括：S1、构建系统模型，设计并计算协作部署方案；S2、依据用户初始位置，采用K‑means++聚类算法，对多无人机的位置坐标进行初始化；S3、对多无人机的协作集进行初次划分，得出初始协作集；S4、计算初始协作集的权重，通过权重大小排序选取出不重叠的最终协作集，作为划分结果；S5、固定最终协作集中的用户标签，再次采用同样的聚类算法，以循环遍历方式进行聚类，更新多无人机的位置坐标，完成部署；本发明能在复杂电磁环境下尽可能的保证所有用户都接收到良好信号，显著提升受外界干扰用户的信干噪比，提供稳定可靠的通信服务。

主权项：1.一种复杂电磁环境下多无人机协作集划分与部署办法，其特征在于，所述办法包括如下步骤：S1、构建系统模型，依据系统模型进行具有动态特性的多无人机基站之间协作部署的方案设计与计算；S2、依据系统模型中所有用户的初始位置，采用K-means++聚类算法，对多无人机的位置坐标进行初始化；S3、依据系统模型中受干扰用户的位置，通过设置距离阈值的方式，对多无人机的协作集进行初次划分，得出多个初始协作集；S4、计算每个初始协作集的权重，通过权重大小排序的方式，选取出不重叠的最终协作集，作为多无人机协作集划分结果；S5、依据多无人机协作集划分结果，固定最终协作集中的用户标签，再次采用K-means++聚类算法，并以循环遍历方式完成聚类过程，更新多无人机的位置坐标，完成多无人机位置部署；步骤S1中，构建系统模型时，确定系统模型中的无人机基础参数和用户基础参数，方式如下：共有架无人机为名用户提供通信服务，将第架无人机表示为，该无人机的位置坐标记为；将第个用户表示为，该用户的位置坐标记为；将服务第个用户的无人机集合表示为，则无人机集合中，服务第个用户的第架无人机表示为；系统模型中，每个用户均携带单根天线，每架无人机携带的天线数为根，且根天线采用均匀线阵或均匀平面阵方式排布；每架无人机的覆盖角度记为，只有处在覆盖角度范围内的用户才可获得对应无人机提供的通信服务；将多无人机提供通信服务的任务区域确定为边长的正方形区域；将无人机飞行高度记为，并确定的取值上限和下限；将受到外界干扰的用户数量记为，其受到的干扰功率记为；无人机基础参数和用户基础参数确定完成后，令所有无人机采用同频率的发射信号，并将发射信号的载波频率记为，带宽记为；将单架无人机的总功率记为，并令无人机与用户之间通信的信道为瑞利信道；将第架无人机服务的用户总数记为，受到第架无人机服务的第个用户表示为，位置坐标为；将第架无人机发射天线端口处传输的信号向量表示为，，代表信道矩阵，代表第架无人机携带的天线数，1代表用户携带的单根天线；最后确定无人机与对应用户之间的信道衰落，从而完成系统模型的构建；将第架无人机与其服务的第个用户之间的距离记为，将单位距离的信道衰落记为，则第架无人机与其服务的第个用户之间的信道衰落如下式： 将第架无人机与其覆盖的用户之间的通信信道表示为下式： 其中，矩阵为对角矩阵，，表示实数阵；矩阵代表大尺度衰落，写作下式： 式中，代表矩阵中第个对角线元素，代表矩阵中最后一个对角线元素；矩阵，矩阵中的元素服从瑞利分布，代表小尺度衰落，则个用户接收第架无人机的接收信号如下式： 式中，为高斯白噪声。

全文数据：

权利要求：

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