[发明专利]一种基于人工蜂群算法的灾后无人机基站部署方法及系统

说明书

本公开公开了一种基于人工蜂群算法的灾后无人机基站部署方法及系统，该方法包括：构建预设大小且分布若干终端用户的无人机基站三维场景；计算该场景区域内每个终端用户的网络吞吐量，根据无人机基站的容量约束，计算总体网络吞吐量；采用人工蜂群算法计算最大的总体网络吞吐量和其对应的无人机基站在空中的最佳飞行位置，进行无人机基站部署。

技术领域

本公开属于无人机和无线网络的技术领域，涉及一种基于人工蜂群算法的灾后无人机基站部署方法及系统。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

由于地震、洪水、泥石流等自然灾害导致大面积通信中断后，常见的应急通信系统是应急通信车，但当遭遇道路损毁、塌方时，交通受阻，往往导致应急通信车难以因地制宜地展开部署。另外，应急通信车的天线高度也受限，导致很难实现大面积信号覆盖。因此，在救灾指挥、信号覆盖等领域，灵活的无人机基站(UAV-BS)越来越被看好。在应急通信系统中，UAV-BS具有操作便捷、反应迅速和可移动等特点，可随时随地提供网络接入，使用定向天线对地面上的目标进行空对地和空对空通信。

然而，发明人在研究过程中发现，UAV-BS的部署是一个复杂的问题，需要考虑到通信质量、总体网络吞吐量、终端用户覆盖率、部署成本、能耗等问题。有很多研究UAV-BS部署的工作辅助地面基站扩大信号覆盖范围，没有考虑到灾后地面基站被毁坏的情况，还有一些工作没有考虑到地面的终端用户会受到其他UAV-BS信号干扰的问题。大多数工作旨在提高总体网络吞吐量、扩大信号覆盖范围，或者降低部署成本、能耗，考虑的因素比较单一。因此，如何在保证通信质量的前提下，扩大信号覆盖范围，提高总体网络吞吐量，同时降低部署成本、能耗是一个具有挑战性的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本公开的一个或多个实施例提供了一种基于人工蜂群算法的灾后无人机基站部署方法及系统,有效提高区域内的总体网络吞吐量。

根据本公开的一个或多个实施例的一个方面，提供一种基于人工蜂群算法的灾后无人机基站部署方法。

一种基于人工蜂群算法的灾后无人机基站部署方法，该方法包括：

构建预设大小且分布若干终端用户的无人机基站三维场景；

计算该场景区域内每个终端用户的网络吞吐量，根据无人机基站的容量约束，计算总体网络吞吐量；

采用人工蜂群算法计算最大的总体网络吞吐量和其对应的无人机基站在空中的最佳飞行位置，进行无人机基站部署。

进一步地，在该方法中，所述无人机基站三维场景中终端用户的高度相同且水平坐标不同。

进一步地，在该方法中，所述计算该场景区域内每个终端用户的网络吞吐量的具体步骤包括：

在所述无人机基站三维场景中随机产生若干个无人机基站的坐标；

根据无人机基站的坐标计算无人机基站和终端用户的距离欧氏距离；

根据欧氏距离计算终端用户的接收功率；

根据接收功率计算出每个终端用户的信号与干扰加噪声比；

分别计算信号与干扰加噪声比不低于设定阈值的终端用户的网络吞吐量。

进一步地，在该方法中，所述接收功率为终端用户接收到无人机基站传输过来信号的功率，根据无人机基站发射功率减去传输损耗计算。

进一步地，在该方法中，所述终端用户与所述无人机基站之间采用单信道通信，所述终端用户的网络吞吐量等于终端用户的信道容量

进一步地，在该方法中，所述根据无人机基站的容量约束，计算总体网络吞吐量的具体步骤包括：