[发明专利]一种集群无人机区域覆盖的空中基站网络部署方法

权利要求书

1.一种集群无人机区域覆盖的空中基站网络部署方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、在目标区域内部署无人机的初始位置；

步骤2、获得目标区域的信息量分布；

步骤3、对目标区域的信息量进行评估；

步骤4、更新无人机部署位置，

步骤1中，所述部署无人机的初始位置包括：将目标区域划分成多个子区域，在每个子区域部署一架无人机，即为无人机的初始位置，所述子区域的个数与无人机的数量相等；

步骤4中，

若每个子区域的信息量大小存在大于阈值的情况，则需要对无人机位置重新部署，

根据空中基站网络的连续模型和目标区域当前的信息量分布，确定目标区域的期望信息量分布，根据所述期望信息量分布，对所述目标区域进行划分，进行无人机位置重新部署；

循环步骤2-4；

所述连续模型根据离散网络模型和扩散过程处理得到，

所述连续模型如下式所示：

其中，q(t，x，y)为连续模型的信息量，f(x，y，q)为连续模型的发送概率，和为对流系数，g(x，y)为与环境因素有关的变量；

步骤4中，根据目标区域的期望的信息量分布，对所述目标区域进行重新划分，得到多个子区域，确定每个子区域的质心位置与当前时刻无人机的位置的距离偏差，

若距离偏差小于设定阈值，则不需部署；若偏差大于阈值，则将无人机部署到质心位置，

确定每个子区域的质心位置后，基于CVT方法，进行如下过程：

步骤4.1、将当前所有无人机的位置形成初始生成元集合其中z_i为无人机i的坐标；

步骤4.2、构造Voronoi图其中，V_i为Voronoi图中的第i个子区域；

步骤4.3、确定每个Voronoi单元的质心位置，将质心位置作为新的生成元集合

步骤4.4、判断与距离偏差，对无人机的位置进行部署，

如果与距离偏差小于阈值，停止；否则将替换为更新无人机位置部署。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：确定目标区域信息和无人机参数信息，部署无人机的初始位置，

所述目标区域信息包括目标区域的范围，

所述无人机参数信息包括无人机的数量、部署高度和探测半径。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述无人机参数信息还包括无人机可储存最大信息量。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1中，采用CVT划分法将目标区域划分成多个子区域，确定每个子区域的质心，在每个子区域的质心位置部署一架无人机。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述获得目标区域的信息量分布包括：每架无人机检测各子区域的信息量，构建全域信息量分布。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述无人机上设有用于发送和接收信息的通讯模块，所述集群无人机之间实时交互位置信息和信息量信息，所述集群无人机构成空间基站网络，所述每架无人机检测各子区域的信息量并广播至空间基站网络中。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中，对目标区域的信息量进行评估包括：评估每个子区域的信息量大小，与阈值作比较，若每个子区域的信息量大小均小于阈值，则无需对无人机的位置进行部署。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，循环步骤2-4，包括：通过步骤2确定无人机所在子区域的信息量，通过步骤3判断信息量大小，通过步骤4更新无人机部署位置，依次迭代，实时检测、计算和更新无人机部署位置，直至输出最终的无人机部署位置。