[发明专利]基于无人机网络的近海中继通信传输效率优化方法

说明书

本发明涉及一种基于无人机网络的近海中继通信传输效率优化方法，该方法包括：建立基于空中基站的近海中继系统模型，模型包括一个岸基基站、一个空中基站以及N个海上用户；对岸基基站与空中基站，以及空中基站与海上用户之间的通信信道分别建模，分别得到岸基基站与空中基站间的下行链路的信道容量、上行链路的信道容量、空中基站和第i个海上用户之间的下行链路、上行链路信道容量以及上下行容量；获取海上用户中的最小传输容量和以及空中基站的实际可部署范围，以信道容量、上下行容量、最小传输容量以及空中基本的部署范围为变量，利用粒子群算法收敛迭代，得到空中基站的最优位置，可以灵活部署海上基站的位置，使得近海网络效能最大化。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于无人机网络的近海中继通信传输效率优化方法。

背景技术

近年来，海洋产业的发展越来越受到世界各国的重视。为满足各类海洋产业开发重大需求，必须建设完善的海洋信息网络，以实现对广袤海域无缝、高效和可靠的信息覆盖。然而，与发展较为成熟的陆基信息网络相比，由于海洋信息网络在电磁环境、用户分布、节点性能等方面存在较大差异，且能量、带宽、存储、计算等通信和网络资源相对短缺，这些因素严重限制了海洋信息网络的服务效率及能力，即网络效能。

尤其是在近海区域，据统计，大多数船只都在距离海岸约50公里的近海范围内航行，但岸基移动通信基站主要针对陆地用户，且一般只能覆盖方圆数公里范围，导致大部分近海船舶用户无法直接接入岸基网络。使得近海海域内的船舶无法进行通信，影响信息输送和接收。

由于近海环境复杂，电磁波传输同时受到陆上障碍物和海面反射等因素的干扰，此外，海上船舶位置时刻处于变化之中，因此需要实现中继基站部署方法的高效和灵活性；最后，海洋通信上下行业务时变，无法对信道进行合理利用，导致近海网络效能低。

发明内容

为此，本发明提供一种基于无人机网络的近海中继通信传输效率优化方法，可以灵活部署海上基站的位置，使得近海网络效能最大化。

为实现上述目的，本发明提供一种基于无人机网络的近海中继通信传输效率优化方法，包括：建立基于空中基站的近海中继系统模型，所述模型包括一个岸基基站、一个空中基站以及N个海上用户；对岸基基站与空中基站，以及空中基站与海上用户之间的通信信道分别建模，分别得到岸基基站与空中基站间的下行链路的信道容量、上行链路的信道容量、空中基站和第i个海上用户之间的下行链路、上行链路信道容量以及上下行容量；获取所述海上用户中的最小传输容量和以及所述空中基站的实际可部署范围(xmin,xmax)、(ymin,ymax)、(hmin,hmax)，其分别代表空中基站的平面部署范围以及最高和最低飞行高度；以所述信道容量、上下行容量、最小传输容量以及空中基本的部署范围为变量，利用粒子群算法收敛迭代，得到所述空中基站的最优位置。

进一步地，所述空中基站搭载第一收发机和第二收发机，所述第一收发机用于和所述岸基基站通信，所述第二收发机用于和所述海上用户通信，所述第一收发机和第二收发机均采用定向天线进行发送和接收。