[发明专利]一种基于无人机协作的数据传输方法

权利要求书

1.一种基于无人机UAV协作的数据传输方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

步骤1)建模簇头选择变量；

步骤2)建模物联网设备与簇头关联变量；

步骤3)建模簇内数据传输总能耗；

步骤4)建模物联网设备、簇头传输模式选择变量；

步骤5)建模基站传输模式对应能耗；

步骤6)建模UAV传输模式对应能耗；

步骤7)建模UAV协作传输模式对应能耗；

步骤8)建模UAV部署成本；

步骤9)建模网络总成本；

步骤10)建模物联网设备成簇、传输模式选择及数据传输限制条件；

步骤11)基于网络成本最小化确定UAV部署及数据传输策略；

在所述步骤1)中，建模簇头选择变量包括：假设网络内需要传输数据的物联网设备数量为L，令δ_k,n∈{0,1}表示簇头选择变量，若δ_k,n＝1，表示将物联网设备k选为第n个簇的簇头，记作CH_n；反之，δ_k,n＝0，1≤k≤L，1≤n≤N，其中，N为簇头的数量，N＝maxn,

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机UAV协作的数据传输方法，其特征在于：在所述步骤2)中，建模物联网设备与簇头关联变量包括：令α_l,n∈{0,1}表示物联网设备l与CH_n的关联变量，若α_l,n＝1，表示物联网设备l与CH_n关联；反之，α_l,n＝0，1≤l≤L，1≤n≤N。

3.根据权利要求1所述的一种基于无人机UAV协作的数据传输方法，其特征在于：在所述步骤3)中，建模簇内数据传输总能耗E^c为：其中，为物联网设备l向所关联簇头CH_n传输数据对应的能耗，根据公式计算其中，表示物联网设备l向CH_n传输数据时的发送功率，表示物联网设备l向CH_n传输数据的传输时延，由公式计算得到，其中，S_l为物联网设备l所需传输的数据量，为物联网设备l与CH_n之间链路的传输速率；根据公式计算数据速率其中，B表示链路传输带宽，表示物联网设备l与CH_n之间链路的信道增益，σ²表示噪声功率。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机UAV协作的数据传输方法，其特征在于：在所述步骤4)中，建模物联网设备、簇头传输模式选择变量包括：令x∈{d,c}表示物联网设备或簇头选择变量，若x＝d，表示物联网设备；若x＝c，表示簇头；方便起见，将物联网设备和簇头统称为用户设备UE

令β_l^b,x∈{0,1}表示基站传输模式选择变量，若第l个UE选择基站传输模式，β_l^b,x＝1，反之，β_l^b,x＝0，1≤l≤K'，其中，K'为UE数量，若x＝d，K'＝L，若x＝c，K'＝N

令表示UAV传输模式选择变量，若第l个UE选择第m个UAV进行数据传输，反之，1≤l≤K'，1≤m≤M，其中，M为UAV的数量，令UAV_m表示第m个UAV

令表示UAV协作传输模式选择变量，若第l个UE关联UAV_m，并通过UAV_j实现协作数据传输，反之，1≤l≤K'，1≤m≤M，1≤j≤M且j≠m。