[发明专利]多无人机网络协同通信方法

摘要

本发明公开了一种多无人机网络协同通信方法，领无人机和从无人机根据预先设定的飞行轨道，飞行到设定轨道后开始监控，采集火灾灾情数据；从无人机根据分配的链路流量、链路的功率以及信息传输速率，将采集的数据以ad‑hoc的方式汇总到领无人机；领无人机将汇集的数据发送给地面接收站。根据火灾监控中的通信需求，在网络拓扑动态变化的无人机网络中，通过联合考虑无人机的数据采集速率控制、信道的传输速率安排和资源分配，提升网络的通信能力。本发明中提出的无人机火灾监控网络中联合信源和信道速率控制方案有效的提升了网络的通信性能，从而为该网络应用于实际火灾监控提供了通信领域的技术保障，保证了网络的通信能力，对于火灾救援意义重大。

主权项

1.一种多无人机网络协同通信方法，适用于多无人机网络化系统，其特征在于，所述多无人机网络化系统由一个领无人机与N个从无人机连接构成，包括如下步骤：无人机接收设定的飞行轨迹，组成无人机编队并组成由从无人机、领无人机和地面接收站组成的无人机通信网络，其中，无人机通信网络的拓扑用表示,表示拓扑结构顶点，表示链路，顶点集合表示从无人机，D表示领无人机，G表示地面接收站，链路集合记为其中是从无人机之间的链路，是从无人机到领无人机的链路，l_DG是领无人机到地面接收站的链路；在时期k，为中的每一条链路分配不同的流量，记为链路分配的流量为f_l,k，从无人机以相同的中心循环，领无人机悬停在固定位置，任意两个从无人机之间以及领无人机与地面接收站之间的信道在一个时期内可以承载的数据量S_l,k根据香农定理表示为：其中W_l是链路的带宽，p_l,k是时期k为链路l分配给链路的功率，h_l,k是时期k的信道衰落系数，σ²是加性高斯白噪声的功率，是时期k内从无人机之间的链路集合，表示时隙集合，B_k和E_k表示时期k的开始和结束时刻；无人机编队在飞行时保持相同的模式以固定轨迹运行，领无人机与从无人机之间的链路可以承载的最大的数据量S_l,k根据香农定理表示为：其中h_l,t是时刻t的信道衰落系数，是时期k内从无人机到领无人机的链路集合；多无人机通信网络为每条链路分配链路流量f、链路的功率p以及信息传输速率λ，使得在单位时间内保证任意一条链路安排的流量不超过其可以承载的最大容量；从无人机按照既定分配的链路流量，将采集的数据通过无人机通信网络发送给领无人机，领无人机将汇集的数据发送给地面接收站。