[发明专利]一种面向能量效率的无人机集群网络中继传输选择方法

说明书

本发明公开了一种面向能量效率的无人机集群网络中继传输选择方法。方法步骤为：首先进行无人机集群网络中继传输选择初始化设置；然后进行无人机集群网络状态信息获取，并进行各用户收益计算；接着进行用户策略迭代更新：随机选定进行策略更新的用户，进行策略更新的用户根据策略更新规则，选定新的中继选择策略，其他用户保持原中继选择策略不变，不断迭代，直到所有用户的中继选择策略不再发生变化为止；最后用户按照选定的中继节点，进行数据传输；当网络中继传输选择算法所需的数据发生变化时，重新进行无人机集群网络中继传输选择。本发明提高了无人机集群网络中继传输系统的鲁棒性，降低了系统能量消耗，延长了无人机集群执行任务的时间。

技术领域

本发明涉及无线通信网络技术领域，特别是一种面向能量效率的无人机集群网络中继传输选择方法。

背景技术

无人机集群由于其平台小型化、功能分布化、系统智能化、体系生存强、系统成本低、部署简便、使用灵活的特点，便于发挥数量规模优势，实现集群侦察、打击、干扰等功能，可以应用于反恐、突防、护航等作战任务，被世界各军事强国视为未来无人化作战的样板，受到国防领域、工业界、学术界的重点关注。各国争相研究和发布无人机集群试验原型系统，争抢该研究的制高点。

发挥无人机集群的数量规模优势，需要集群具有自组织、自适应、拟人思维的能力，能通过感知环境，依据一定的行为规则，进行攻击、避让、分散、集中、协作、援助等智能决策。其关键在于，在统一目标任务之下，集群内无人机之间密切配合，把各自的功能科学地整合起来，形散神聚，形成有机整体。实现无人机集群密切协同的基础在于，能够保障无人机之间进行可靠、及时、准确的信息交互的集群通信网络。没有一个健壮的“神经系统”，发挥集群作战效能是不可能的。因此，研究无人机集群的通信技术是当前面临的重要技术问题之一，也是技术研究的热点问题。

相比于传统的无线通信网，无人机集群通信网络面临无人机能量约束的挑战。但是受限于机载设备功率，无人机通信往往需要进行中继转发，而在动态环境下，存在整个无人机集群网络中系统中继选择结构稳定性较差，且无人机集群的能量消耗大等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稳定性强、能量消耗低的面向能量效率的无人机集群网络中继传输选择方法。

实现本发明目的的技术解决方案是：一种面向能量效率的无人机集群网络中继传输选择方法，包括以下步骤：

步骤1、进行无人机集群网络中继传输选择初始化设置；

步骤2、进行无人机集群网络状态信息获取，并进行各用户收益计算；

步骤3、用户策略迭代更新：首先随机选定进行策略更新的用户，然后进行策略更新的用户根据策略更新规则，选定新的中继选择策略，其他用户保持原中继选择策略不变；不断迭代，直到所有用户的中继选择策略不再发生变化为止；

步骤4、用户按照选定的中继节点，进行数据传输。

进一步地，该方法还包括：步骤5、当网络中继传输选择算法所需的数据发生变化时，返回步骤2重新进行无人机集群网络中继传输选择。

进一步地，步骤1所述的进行无人机集群网络中继传输选择初始化设置，具体如下：

定义Π_F＝{1,2,...,N}为提供中继服务的无人机集合；Π_C＝{1,2,...,M}为需要中继转发的无人机集合；B_F＝{B₁,B₂,...,B_N}为中继无人机能提供的传输带宽值的集合；设定需要中继转发的无人机为C_m，其中m是需要中继转发的无人机编号；F_n为提供中继服务的无人机，其中n是提供中继服务的无人机编号；需要中继转发的无人机C_m随机选择一个中继无人机F_n，形成初始的网络中继转发结构。