[发明专利]一种航空自组织网络无线链路稳定性预测方法

权利要求书

1.一种航空自组织网络无线链路稳定性预测方法，所采用的步骤是：

步骤1：构建航空自组织网络节点移动模型，移动模型由七个状态组成：加速起飞、等速上升、平稳飞行、转弯、等速下降、减速停止和静止；

步骤2：根据上述移动模型中节点在各个状态的运动特征，确定在各个状态中的节点运动速率概率密度函数；

步骤3：根据节点在各个运动状态的速率概率密度函数，确定节点之间相对速率的概率密度函数；

步骤4：根据节点之间相对速率的概率密度函数，节点之间的距离，以及节点相对运动方向，确定链路持续时间的分布函数；

步骤5：根据链路持续时间分布函数计算多跳链路稳定性因子。

2.根据权利要求1所述的一种航空自组织网络无线链路稳定性预测方法，其特征在于航空自组织网络节点移动模型的具体构建方法为：

飞机节点从加速起飞阶段开始，当速度加速到给定值后，进入等速上升阶段，爬升至规定飞行高度后，飞机将开始巡航飞行(平稳飞行)；在飞行中，如果遭遇特殊情况，如突遇雷电天气，飞机需要修改航线，此时，飞机将进入转弯阶段；转弯结束后，飞机回到正常航线，即平稳飞行状态；当即将到达目的地时，飞机进入等速下降阶段，当下降到贴近地面时，飞机进入减速停止阶段，逐渐减速直到最终停止，进入静止阶段；

各个运动状态的具体参数说明如下：

(1)加速起飞阶段(α阶段)

目标速率v_α∈U[v_α，min，v_α，max]，持续时隙数α∈U[α_min，α_max]，水平运动方向竖直运动方向θ_α=π/2；其中U表示均匀分布；因此该阶段的加速度a_α为：

aα=vα-vt0tα-t0=vααΔt---(1)]]>

Δt表示时间步长，整个运动周期以Δt为时隙进行划分；

(2)等速上升阶段(β阶段)

加速起飞阶段结束后，飞机以一定角度开始爬升，速率v_β=v_α，持续时隙数β∈U[β_min，β_max]，水平运动方向竖直运动方向θ_β∈U[O，π／2]；

(3)平稳飞行(γ阶段)

此阶段模拟飞机运动中的巡航阶段，飞机保持飞行速度不变，沿选定方向水平匀速飞行；v_γ=v_β，持续时隙数γ∈U[γ_min，γ_max]，θ_γ=π／2；

(4)转弯(ζ阶段)

飞行过程中，可能因某种原因需要改变原来的航线，这时飞机将进入转弯阶段，其转弯可近似为匀速圆周运动；飞机转弯前，根据随机选定的水平运动方向和竖直运动方向θ_ζ，作匀速圆周运动，在该阶段，飞机的速度v_ζ=v_γ，转弯阶段持续时隙数ζ∈U[ζ_min，ζ_max]；在γ阶段结束后，飞机可能进入转弯阶段，也可能因即将到达目的地而进入等速下降η阶段；假定每次平稳飞行结束后，飞机进入转弯阶段的概率为P_γ-ζ，进入等速下降阶段的概率为P_γ-η，显然P_γ-ζ+P_γ-η=1；假设飞机在减速降落之前该过程要执行K次，K＝0，1，2……，在这种情况下，γ阶段执行K+1次，ζ阶段执行K次；K的期望值如下所示：

E[K]=ΣK=0∞K(Pγ-ξ)K(1-Pγ-ξ)=Pγ-ξ1-Pγ-ξ---(2)]]>

(5)等速下降(η阶段)

当即将到达目的地时，进入此阶段；在此阶段，飞机以固定速度匀速直线下降，初始速度大小和方向分别为：v_η：v_γ，θ_η∈U[π／2，π]；持续时隙数η∈U[η_min，η_max]；

(6)减速停止(d阶段)

到达地面后，飞机将减速至停止，可将此阶段的运动视作匀减速运动；初始速度大小和方向分别为：v_d=v_η，θ_d=π／2；持续时间d∈U[d_min，d_max]，据此可得加速度为

ad=0-vηdΔt=-vηdΔt---(3)]]>

(7)静止(p阶段)

飞机处于静止状态的持续时间p∈U[p_min,p_max]，然后开始下一次的飞行。