[发明专利]一种无人机中继网络双向多跳中继传输控制方法

说明书

本发明涉及一种无人机中继网络双向多跳中继传输控制方法，无人机中继网络包括两个源节点，两个源节点之间设有多个无人机，位于端点的无人机从源节点获取目标信息后，其余无人机按照预设的循环模式与左右最近的相邻无人机交换目标信息，无人机在循环模式下进行两个源节点发送的目标信息的双向传输，从而完成两个源节点之间的信息交互。与现有技术相比，本发明具有允许多架无人机中继在双向通信网络中为两个无法直接通信的地面源实现数据交换，有效地提高网络吞吐量，优化网络性能等优点。

技术领域

本发明涉及无人机中继网络技术领域，尤其是涉及一种无人机中继网络双向多跳中继传输控制方法。

背景技术

随着飞行器控制、导航、通信等技术的不断发展，无人机产业正在迅速崛起。无人机通信作为其重要应用之一，近年来引起了学术界和工业界的广泛关注。它具有以下几个重要优点：第一，无人机部署速度快，成本低，非常适合用于执行意外发生或持续时间较短的任务。第二，由于无人机在低空活动，大多数情况下都能与地面用户建立短距离视距(LOS)通信链路，因此信号传输的路径损耗也较小。第三，无人机具有完全可控的移动性，因此可以随时调整其位置以缩短到地面目标用户的距离从而提高通信性能。同时，与传统单跳通信相比，中继传输技术可以显著增大网络的覆盖范围，有效降低无线信道的路径损耗，增强无线通信的可靠性。无人机的优点使得它非常合适应用在中继技术中，作为一个灵活的飞行中继来辅助数据传输。

目前，无人机中继通信已经有了广泛的研究。对于单个无人机中继为一对地面源/目的节点服务的系统，考虑无人机轨迹与源节点/中继发射功率的联合优化策略已有吞吐量最大化的优化算法，与中继服务基站与移动设备中断概率最小化算法。对于多无人机中继系统，从误码率和中断概率两个指标的具体比较，多跳单链路方案和双跳多链路方案各有其优缺点。对于多无人机中继选择方案，现有基于中断概率的方案，通过从多个无人机中选择一个合适的无人机将来自同一个基站的叠加非正交多址接入(NOMA)信号发送给两个移动台，从而实现类似全双工的操作。但现有的研究主要集中于单无人机中继系统或是单向无人机中继系统，尚未有关于双向多无人机中继网络的研究，而这正是实际应用中一个典型的中继场景。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无人机中继网络双向多跳中继传输控制方法，允许多架无人机中继在双向通信网络中为两个无法直接通信的地面源实现数据交换，有效地提高网络吞吐量，优化网络性能。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种无人机中继网络双向多跳中继传输控制方法，所述无人机中继网络包括两个源节点，两个所述源节点之间设有多个无人机，位于端点的无人机从源节点获取目标信息后，其余所述无人机按照预设的循环模式与左右最近的相邻无人机交换所述目标信息，所述无人机在所述循环模式下进行两个所述源节点发送的目标信息的双向传输，从而完成两个所述源节点之间的信息交互。

所述源节点和无人机均只与其相邻的无人机交换所述目标信息，且在半双工模式下进行通信。

所述控制方法中无人机的运行阶段包括初始阶段和稳定阶段，所述初始阶段中无人机根据接收的相邻无人机的信号进行调整，经历有限次的迭代后进入所述稳定阶段，所述稳定阶段中无人机的循环模式是固定的。

所述循环模式具体以无人机的四个时隙为一个周期进行循环。

进一步地，所述无人机不能同时发送和接收信息，通过在不同时隙中发送和接收信息以实现双向传输。

所述无人机根据固定数量组成多个无人机组。

进一步地，所述无人机组中多个无人机按照预设的编号进行排列。

所述循环模式包括3个循环状态。