[发明专利]基于改进纳什均衡策略的无人机回程传输控制方法

说明书

本发明公开了一种基于改进纳什均衡策略的无人机回程传输控制方法，包括以下步骤：S10，获取基站的位置信息和与该基站建立回程链路的无人机的位置信息以及每个无人机的需求速率信息；S20，将所有无人机初始化链路设定为直接连接到基站，将能够满足自身需求速率的无人机定义为常驻无人机；S30，将所有非常驻无人机一次参与纳什均衡过程的有序组合作为一次迭代，通过不断的迭代直到形成的回程网络纳什收敛；S40，找到所有参与纳什均衡过程中被空对空链路排斥的无人机；S50，将被空对空链路排斥的无人机连接到有回程链路传输速率余量的无人机，进行优化接入匹配。本发明解决多无人机在远程服务地面用户时如何最大化有效回程数据传输速率的问题，提出了一种基于改进纳什均衡策略的无人机回程网络形成方案。

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种基于改进纳什均衡策略的无人机回程传输控制方法。

背景技术

无人机通信作为一种新型的网络服务可替代方案，常在基站无法覆盖的地区用于辅助通信，目前一种可靠的辅助通信方案是无人机作为中继通过与基站建立回程链路然后将数据传输给地面用户以获得高效的传输信道，很大程度上减小了基站直接与用户建立连接所带来的高额链路损失，因此研究无人机如何进行辅助通信对新一代移动通信网络具有十分重要的意义。

目前大多数方案致力于解决如何对无人机的位置进行部署以达到覆盖范围的最大化、如何进行资源分配来最大化吞吐量或频谱效率等问题，而常常忽略了无人机的回程链路对前向链路数据传输速率的限制，因此本文提出一种基于改进纳什均衡策略的无人机回程传输方案，在无人机部署工作完成后，可通过当前的无人机位置信息和需求速率信息形成一种类树状的多跳回程网络从而最大程度的满足需求速率以达到最大化有效传输速率的目的。但该方法也存在一定的局限性，该方法在不同的无人机分布下有着不同的性能表现，特别的，当所有的无人机都距离基站过远的情况下且无人机的需求速率较高时，本方案的效果并不明显。

发明内容

鉴于以上存在的技术问题，本发明用于提供一种基于改进纳什均衡策略的无人机回程传输控制方法，在得到无人机的需求速率后通过形成一种类树状的多跳回程网络来达到最大化无人机有效回程传输速率。

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明技术方案如下：

一种基于改进纳什均衡策略的无人机回程传输控制方法，包括以下步骤：

步骤S10，获取基站的位置信息和与该基站建立回程链路的无人机的位置信息以及每个无人机的需求速率信息；

步骤S20，将所有无人机初始化链路设定为直接连接到基站，将能够满足自身需求速率的无人机定义为常驻无人机；

步骤S30，将所有非常驻无人机一次参与纳什均衡过程的有序组合作为一次迭代，通过不断的迭代直到形成的回程网络纳什收敛；

步骤S40，找到所有参与纳什均衡过程中被空对空链路排斥的无人机；

步骤S50，将被空对空链路排斥的无人机连接到有回程链路传输速率余量的无人机，进行优化接入匹配。

优选地，获取基站的位置信息和与该基站建立回程链路的无人机的位置信息以及每个无人机的需求速率信息及计算，包括以下步骤：

S11，初始化无人机编号U＝{1,2,3,…,N}，其中N表示无人机的数目，同时用编号0表示仅存的一个基站,无人机的水平位置信息表示为v_i＝{(x_i,y_i),i∈U},其中v_i表示无人机i的水平位置，基站的位置信息则直接表示为(x₀,y₀),无人机的需求速率表示为C_i,i∈U；

S12，计算无人机与基站之间空对地链路和无人机与无人机之间空对空链路的信道最大数据传输速率，分别由下式得到：