[发明专利]无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法

权利要求书

1.一种无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法，具有如下技术特征：在无人机一站多机系统中，地面控制站作为系统控制中心，设立复用门限与冲突门限作为空地数据链路频道资源分配过程中的夹角判断门限；地面控制站首先通过天线的全向模式或专用控制信道获得无人机平台位置信息，统计无人机一站多机系统中的空地数据链路数量，结合地面控制站自身位置信息计算所有空地数据链路两两之间的夹角，并对所有夹角值进行降序排列；然后，从最大夹角对应的空地数据链路开始，依次考察链路间夹角与复用门限之间的关系，若链路夹角值超出该门限，则将对应的空地数据链路进行虚拟合并，形成一条超链路，并将超链路中包含的空地数据链路数量作为该超链路的权值；地面控制站迭代进行上述超链路合并过程，直至没有可进一步合并的超链路；超链路合并过程结束后，地面控制站以加权后的超链路作为频道分配对象，按照超链路权值由大到小的顺序，采用循环分配方式将系统频道资源分配至各条超链路，频道资源在各超链路之间近似平均分配，每条超链路内对应的空地数据链路使用该条超链路所分配的频道资源。

2.如权利要求1所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法，分配过程结束后，地面控制站将频道分配结果通过上行地空链路发送至无人机平台。

3.如权利要求1所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法，其特征在于：地面控制站将频道资源冲突门限设置为α，频道资源复用门限设置为β，定向天线的波束宽度设置为γ，并且冲突门限α、复用门限β和定向天线波束宽度γ三者之间的关系为：γαβ。

4.如权利要求1所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法，其特征在于：地面控制站利用天线的全向模式或专用控制信道，周期收集无人机节点的数量K以及各无人机的位置信息，结合地面控制站自身的位置信息计算所有空地数据链路两两之间的夹角，并将夹角值降序排列为[AngM，Ang(M-1)，…，Angi，…Ang1]，其中M为所有空地数据链路两两之间的夹角总数，该值取决于空地数据链路数量K，即：M=K*(K-1)/2。

5.如权利要求1所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法，其特征在于：地面控制站根据无人机数量及位置信息，判断是否需要执行空地数据链路频道资源分配算法，根据当前系统中无人机平台的位置及身份信息，并结合上一检测周期中无人机平台的数量和身份信息做出以下判断，当无人机平台总数量增加或减少，或者无人机平台总数量不变但至少一个无人机平台的身份信息发生变化，或者已经存在频道资源复用的空地数据链路之间的夹角小于频道资源冲突门限设置为α，或者不存在频道资源复用的空地数据链路之间的夹角大于频道资源复用门限设置为β，地面控制站重新计算空地数据链路频道分配方案。

6.如权利要求5所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法，其特征在于：若无人机一站多机系统中只存在一条空地数据链路，则地面控制站为该条空地数据链路分配频道资源f1~fN，待无人机信息收集时间到达时重新进入下一分配周期，否则地面控制站将无人机一站多机系统中所有空地数据链路视为超链路，且所有超链路权值置为0。

7.如权利要求6所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法，其特征在于：地面控制站分别考察超链路L1与L2中包含的所有空地数据链路与其他超链路之间小于等于β夹角值的数量，从最大夹角AngM对应的两条超链路L1与L2开始，考察L1与L2中包含的所有空地数据链路与其他超链路之间小于等于β夹角值的数量，将小于等于β的夹角数量较小对应的超链路合并至较大数量对应的超链路，并将合并后的链路权值加1，否则重新降序排列所有超链路之间的夹角。

8.如权利要求7所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法，其特征在于：重新降序排列所有超链路之间的夹角后，若最大夹角对应的超链路发生变化，则重新进行超链路之间的合并过程，否则将次大夹角作为最大夹角，重新考察超链路之间能否进行合并，直至无人机一站多机系统中没有可以合并的超链路。