[发明专利]无人机属性数据的确定方法、装置、电子设备及存储介质

说明书

本申请涉及无人机属性数据的确定方法、装置、电子设备及存储介质，该方法基于飞行速度范围，飞行高度范围，无人机的波束宽度、覆盖条件和子时间段的数据传输速率建立非凸问题模型，将非凸问题模型转换成多个基于目标时间的凸问题模型，从而确定无人机的飞行轨迹和波束宽度。本申请提供的无人机属性数据的确定方法，可以在无人机的飞行速度、高度、天线波束宽度受限的条件下，通过调整无人机的飞行轨迹和天线波束宽度，最小化无人机传输任务的完成时间。

技术领域

本申请涉及无人机通信技术领域，特别涉及一种无人机属性数据的确定方法、装置、电子设备及存储介质。

背景技术

近年来，无人机广泛应用于军事、民用领域，并有望在未来十年带来丰富的商业机会。在无人机的各项应用中，无人机辅助无线通信已经演变为一项非常具有发展前景的技术。与传统的地面通信相比，无人机通信主要具有以下三个优点。首先，无人机可以按需部署，灵活性高，运营成本低。其次，与地面信道相比，无人机与地面间的信道通常会经历更少的散射，因此形成视距链路的概率更高，从而为用户调度和资源分配提供更可靠的通信链路。最后，无人机可以动态调整其在三维空间中的位置来提高通信质量，或通过适当的轨迹设计来避免干扰。以上优点催生出大量的新应用，例如热点地区的蜂窝数据卸载，基础设施故障后的服务恢复，紧急情况下的移动数据中继或定制通信等。然而，在充分发挥无人机通信的潜力之前，还需要应对很多挑战。

根据无人机的移动性，无人机辅助通信系统的研究大致可以分为两类。第一类，无人机作为静止的空中通信平台，为地面用户提供无处不在的无线覆盖。在此场景中，无人机部署问题得到了广泛的研究。这些工作通过优化无人机的高度或水平位置，来实现不同的设计目标，如最大化中断概率、覆盖面积、受服务的用户数量、吞吐量等。第二类，无人机作为移动的空中平台，为地面用户服务。几种典型的应用包括无人机辅助中继、信息传播/数据收集。与第一类研究相比，该类工作通过优化无人机的轨迹来获得更好的信道质量，从而进一步提高系统性能。

然而，在大部分无人机通信的工作中，无人机的高度是固定的，其飞行轨迹被限制在一个水平面上，没有充分利用无人机的在垂直方向的移动性。此外，大部分研究无人机轨迹优化的工作都假设无人机配备全向天线，即可以在三维空间中的各个方向上辐射强度相等的信号。然而，实际上，只有在二维空间(即水平方向)才可以实现等辐射，从而实现全向天线。在现代通信系统中，具有可调波束宽度的定向天线已经广泛应用于各种场景中。因此，对配备定向天线的无人机，研究其轨迹设计问题具有现实意义。

发明内容

本申请实施例提供了一种无人机属性数据的确定方法、装置、电子设备及存储介质，可以在无人机的飞行速度、高度、天线波束宽度受限的条件下，通过调整无人机的飞行轨迹和天线波束宽度，最小化无人机传输任务的完成时间。

一方面，本申请实施例提供了一种无人机属性数据的确定方法，包括：

确定无人机的飞行速度范围，飞行高度范围，以及无人机的波束宽度；确定无人机基于无人机对应的用户的覆盖条件以及子时间段的数据传输速率；基于飞行速度范围，飞行高度范围，无人机的波束宽度、覆盖条件和子时间段的数据传输速率建立非凸问题模型；将非凸问题模型转换成多个基于目标时间的凸问题模型；基于多个凸问题模型确定无人机的飞行轨迹和波束宽度；其中，子时间段为预设时间内的一个时间段，目标时间小于预设时间。

另一方面，本申请实施例提供了一种无人机属性数据的确定装置，包括：

第一确定模块，用于确定无人机的飞行速度范围，飞行高度范围，以及无人机的波束宽度；第二确定模块，用于确定无人机基于无人机对应的用户的覆盖条件以及子时间段的数据传输速率；第三确定模块，用于基于飞行速度范围，飞行高度范围，无人机的波束宽度、覆盖条件和子时间段的数据传输速率建立非凸问题模型；第四确定模块，用于将非凸问题模型转换成多个基于目标时间的凸问题模型；第五确定模块，用于基于多个凸问题模型确定无人机的飞行轨迹和波束宽度；其中，子时间段为预设时间内的一个时间段，目标时间小于预设时间。