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[发明专利]一种基于梯度投影法的无人机时频资源分配方法有效

专利信息
申请号： 201711403764.5 申请日： 2017-12-22
公开（公告）号： CN108123772B 公开（公告）日： 2020-12-22
发明（设计）人： 吴启晖;陈志勇;史清江;胡田钰;管鑫 申请（专利权）人： 南京航空航天大学
主分类号： H04W52/04 分类号： H04W52/04
代理公司： 南京钟山专利代理有限公司 32252 代理人： 戴朝荣
地址： 210016 江*** 国省代码： 江苏;32
权利要求书： 查看更多 说明书： 查看更多
摘要： 本发明提供了一种基于梯度投影的无人机时频资源分配方法，并包括如下步骤：确定无人机数量，设定系统授权信道集合，设定系统最大功率上限以及其他环境参数；构造频谱分配矩阵和邻道干扰矩阵引入原问题，利用问题结构特性对原本复杂难解的max‑min混合规划问题进行简化；提出一种梯度投影的迭代算法来解决上述问题；地面控制站根据各无人机的最大SINR值并通过遥控信道对无人机进行功率和信道分配，完成无人机时频资源分配方法设计。本发明的有益效果是：所示基于梯度投影的无人机时频资源分配方法在提升各无人机接收到控制信号的可靠性且保证系统最大消耗功率约束的前提下，实现有限频谱资源的合理分配。
搜索关键词： 一种 基于 梯度 投影 无人 机时 资源 分配 方法
【主权项】：
一种基于梯度投影的无人机时频资源分配方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：初始化无人机(无人机)数量M、系统最大功率上限pmax、无人机k与地面控制站(BS)之间的距离dk,BS，其中，M为正整数，且确定系统授权频道数量N、基准频率设定系统备选频道集合其中，N为正整数，Δfi表示第i信道的载波频率与基准频率的间隔；利用基于功率谱探测的频谱感知技术进行信道扫描得到不同信道间的邻道干扰系数其中，表示频率f1和频率f2之间的干扰系数，确定LoS路径损耗系数ηLoS，NLoS路径损耗系数ηNLoS；设定无人机k的传输功率为pk，且所对应的噪声值为步骤2：引入时频资源块分配矩阵对每个无人机k，建立时频占用矩阵其中，表示无人机k占用j时隙时的i信道，表示不占用；定义向量f＝[Δf1,...,ΔfN]T；无人机k在j时隙占用的信道频率表示为其中，列向量ej表示除第j个元素为1其他元素均为0的单位向量；设定邻频干扰系数对称矩阵W，其中则无人机k和无人机m在第j个时隙所占用信道之间的邻频干扰系数可表示为：<mrow><msub><mi>&mu;</mi><mrow><msubsup><mi>f</mi><mi>k</mi><mi>j</mi></msubsup><mo>,</mo><msubsup><mi>f</mi><mi>m</mi><mi>j</mi></msubsup></mrow></msub><mo>=</mo><msup><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>a</mi><mi>j</mi><mi>k</mi></msubsup><mo>)</mo></mrow><mi>T</mi></msup><msubsup><mi>Wa</mi><mi>j</mi><mi>m</mi></msubsup><mo>=</mo><msup><mrow><mo>(</mo><msub><mi>A</mi><mi>k</mi></msub><msub><mi>e</mi><mi>j</mi></msub><mo>)</mo></mrow><mi>T</mi></msup><msub><mi>WA</mi><mi>m</mi></msub><msub><mi>e</mi><mi>j</mi></msub><mo>,</mo></mrow>其中，m、i、j均为正整数；步骤3：引入矩阵X＝[x1,x2,...,xM]和矩阵Y＝[y1,y2,...,yM]，其中令其中，表示UAVk占用信道i；表示无人机k占用时隙j；然后对变量X与Y进行[0,1]松弛处理，定义无人机k的SINR值为<mrow><msub><mi>f</mi><mi>k</mi></msub><mrow><mo>(</mo><mi>X</mi><mo>,</mo><mi>Y</mi><mo>,</mo><mi>p</mi><mo>)</mo></mrow><mo>=</mo><mo>-</mo><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>j</mi><mo>=</mo><mn>1</mn></mrow><mi>J</mi></munderover><mfrac><mrow><msub><mi>p</mi><mi>k</mi></msub><msubsup><mi>C</mi><mi>k</mi><mi>j</mi></msubsup><msup><mrow><mo>(</mo><msubsup><mi>e</mi><mi>j</mi><mi>T</mi></msubsup><msup><mi>y</mi><mi>k</mi></msup><mo>)</mo></mrow><mi>n</mi></msup><msup><mrow><mo>(</mo><mi>F</mi><mo>+</mo><msup><mi>f</mi><mi>T</mi></msup><msup><mi>x</mi><mi>k</mi></msup><msubsup><mi>e</mi><mi>j</mi><mi>T</mi></msubsup><msup><mi>y</mi><mi>k</mi></msup><mo>)</mo></mrow><mrow><mo>-</mo><mn>2</mn></mrow></msup></mrow><mrow><munderover><mo>&Sigma;</mo><mrow><mi>m</mi><mo>&NotEqual;</mo><mi>k</mi></mrow><mi>M</mi></munderover><msub><mi>p</mi><mi>m</mi></msub><msubsup><mi>C</mi><mi>k</mi><mi>j</mi></msubsup><msup><mrow><mo>(</mo><msup><mi>x</mi><mi>m</mi></msup><msubsup><mi>e</mi><mi>j</mi><mi>T</mi></msubsup><msup><mi>y</mi><mi>m</mi></msup><mo>)</mo></mrow><mi>T</mi></msup><mi>W</mi><mrow><mo>(</mo><msup><mi>x</mi><mi>k</mi></msup><msubsup><mi>e</mi><mi>j</mi><mi>T</mi></msubsup><msup><mi>y</mi><mi>k</mi></msup><mo>)</mo></mrow><msup><mrow><mo>(</mo><mi>F</mi><mo>+</mo><msup><mi>f</mi><mi>T</mi></msup><msup><mi>x</mi><mi>m</mi></msup><msubsup><mi>e</mi><mi>j</mi><mi>T</mi></msubsup><msup><mi>y</mi><mi>m</mi></msup><mo>)</mo><</div> 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class="d_th"><dd><span>同类专利</span></dd><dt class="th_a"></dt></dl> <dl class="d_th" style="padding-top:15px;"><dd><span>专利分类</span></dd></dl> <div class="ps_c"> <div><a href="/ipc/H/" target="_blank" title="电学">H 电学</a></div><a class="ml1" href="/ipc/H04/" target="_blank" title="电通信技术">H04 电通信技术</a><br/><a class="ml2" href="/ipc/H04W/" target="_blank" title=" 无线通信网络">H04W 无线通信网络</a><br/><a class="ml3" href="/pat/ipc/H04W52/00/" target="_blank" title="功率管理，例如，TPC[传输功率控制]，功率节省或功率分级">H04W52-00 功率管理，例如，TPC[传输功率控制]，功率节省或功率分级</a><br/><a class="ml3" href="/pat/ipc/H04W52/02/" target="_blank" title=".功率节省装置">H04W52-02 .功率节省装置</a><br/><a class="ml3" href="/pat/ipc/H04W52/04/" target="_blank" title=".TPC[传输功率控制]">H04W52-04 .TPC[传输功率控制]</a><br/><a class="ml3" href="/pat/ipc/H04W52/06/" target="_blank" title="..TPC算法">H04W52-06 ..TPC算法</a><br/><a class="ml3" href="/pat/ipc/H04W52/18/" target="_blank" title="..根据特定参数执行TPC">H04W52-18 ..根据特定参数执行TPC</a><br/><a class="ml3" href="/pat/ipc/H04W52/30/" 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href="/patent/201280074358.8/">用于提供基于任务的服务推荐的方法和装置</a></li> <li><a href="/patent/201710238164.1/">一种基于硬件排序MapReduce的数据处理方法</a></li> <li><a href="/patent/201710682035.1/">三维模型操纵和渲染</a></li> <li><a href="/patent/201811450727.4/">电平移位器电路</a></li> <li><a href="/patent/201911154100.9/">一种基于Actor模型的规则引擎系统及其方法</a></li> <li><a href="/patent/202010211440.7/">支持加密计算的微处理器流水线电路</a></li> </ul> </div> <div class="content-list"> <div class="header"> <div class="header-title"><a href="/patent/list.html?kw=%e6%a2%af%e5%ba%a6 ">梯度 相关专利</a></div> <hr /> </div> <ul> <li><a href="/patent/201310571492.5/">处理图像的方法与装置</a></li> <li><a href="/patent/201510746871.2/">一种磁共振成像系统的梯度磁场产生方法及其装置</a></li> <li><a href="/patent/201580041575.0/">用于驱动梯度线圈的梯度放大器系统及配置方法</a></li> <li><a href="/patent/201710347108.1/">一种基于相对梯度的图像质量客观评价方法</a></li> <li><a href="/patent/201710755374.8/">一种优化平衡稳态自由进动序列的方法与装置</a></li> <li><a href="/patent/201710790474.4/">一种重力梯度仪自标定方法及离心梯度补偿方法</a></li> <li><a href="/patent/201911189207.7/">梯度线圈及磁共振成像系统</a></li> <li><a href="/patent/201911252666.5/">一种磁场方向和梯度方向夹角可调的二维梯度磁场系统</a></li> <li><a href="/patent/202011222354.2/">一种联邦推荐梯度获取方法、装置、智能终端及存储介质</a></li> <li><a href="/patent/202110251821.2/">一种超导全张量磁梯度探头及超导全张量磁梯度测量系统</a></li> </ul> </div> <div class="content-list"> <div class="header"> <div class="header-title"><a href="/patent/list.html?kw=%e6%8a%95%e5%bd%b1 ">投影 相关专利</a></div> <hr /> </div> <ul> <li><a href="/patent/200980105743.2/">光投影装置、照明装置</a></li> <li><a href="/patent/201110006568.0/">投影仪及其控制方法</a></li> <li><a href="/patent/201410026836.9/">影像校正方法与其影像投影装置</a></li> <li><a href="/patent/201510617910.9/">一种获取投影仪的最佳投影焦点的方法及系统</a></li> <li><a href="/patent/201510695204.6/">自动调整投影画面位置的投影系统及其投影方法</a></li> <li><a href="/patent/201610447294.1/">一种投影方法及投影设备</a></li> <li><a href="/patent/201711090655.2/">投影装置、投影方法以及记录媒介</a></li> <li><a href="/patent/201711098803.5/">投影装置、投影方法以及记录介质</a></li> <li><a href="/patent/201720193262.3/">一种投影智能音箱</a></li> <li><a href="/patent/201811033571.X/">一种投影方法、终端及计算机存储介质</a></li> </ul> </div> <div class="content-list"> <div class="header"> <div class="header-title"><a href="/patent/list.html?kw=%e6%97%a0%e4%ba%ba ">无人 相关专利</a></div> <hr /> </div> <ul> <li><a href="/patent/201710286228.5/">一种无人艇收放无人机装置</a></li> <li><a href="/patent/201810247003.3/">一种基于无人机干扰的敌对无人船捕获方法与系统</a></li> <li><a href="/patent/201810305966.4/">一种无人机协同无人艇充电的方法及系统</a></li> <li><a href="/patent/201880039873.X/">一种无人设备的控制方法及无人车</a></li> <li><a href="/patent/201910541397.8/">一种无人机自主识别靶标并降落到运动的无人艇上的方法</a></li> <li><a href="/patent/202010142902.4/">无人机与无人船表演方法及装置、存储介质和电子设备</a></li> <li><a href="/patent/202010988622.5/">连发无人机电磁弹射系统及无人机机库</a></li> <li><a href="/patent/202011617799.0/">适用于恶劣海况的异构无人系统协同编队控制系统及方法</a></li> <li><a href="/patent/202022066916.0/">连发无人机电磁弹射系统及无人机机库</a></li> <li><a href="/patent/202110502881.7/">无人机的控制方法、装置、计算机可读存储介质及无人机</a></li> </ul> </div> </div> </div> </div> <input type="hidden" id="hid_id" /> <script 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