[发明专利]正交频分多址无人机中继轨迹设计与资源分配方法和装置

权利要求书

1.一种正交频分多址无人机中继轨迹设计与资源分配方法，其特征在于，应用于基站，所述方法包括：

步骤1：获取初始化参数和计算参数，所述计算参数至少包括每个用户终端的位置和最大发射功率、无人机的初始位置和最大发射功率、用户终端数目、噪声方差、基站高度和信道参量；

步骤2：根据所述初始化参数，对无人机轨迹、每个用户终端的每个时隙的通信模式和子信道分配以及每个时隙的功率分配进行初始化，并根据所述计算参数中的第一计算参数组，使用通信模式和子信道分配优化算法，对每个用户终端的每个时隙的通信模式和子信道分配进行优化，得到优化后的每个用户终端的每个时隙的通信模式和子信道分配，其中，功率分配包括每个时隙的每个用户终端在各子信道上的发射功率分配和无人机在各子信道上的发射功率分配；

步骤3：根据所述优化后的每个用户终端的每个时隙的通信模式和子信道分配、初始化后的每个时隙的功率分配和无人机轨迹以及所述计算参数中的第二计算参数组，使用轨迹优化算法，对所述无人机轨迹进行优化，得到优化后的无人机轨迹；

步骤4：根据所述优化后的每个用户终端的通信模式和子信道分配、初始化后的每个时隙的功率分配、所述优化后的无人机轨迹以及计算参数中的第三计算参数组，使用功率优化算法，对所述功率分配进行优化，得到优化后的每个时隙的功率分配；

步骤5：根据优化后的无人机轨迹、每个用户终端的每个时隙的通信模式和子信道分配、每个时隙的功率分配以及所述计算参数，计算得到第一目标函数值，并判断所述第一目标函数值是否收敛，若不收敛，则根据所述优化后的每个用户终端的每个时隙的通信模式和子信道分配、所述优化后的无人机轨迹和所述优化后的每个时隙的功率分配，对所述初始化参数进行更新，并返回步骤2，直至计算得到的第一目标函数值收敛，将最后一次计算得到的优化后的每个用户终端的每个时隙的通信模式和子信道分配、优化后的无人机轨迹和优化后的每个时隙的功率分配，确定为最终结果并输出，所述第一目标函数值为各个用户终端的传输速率的对数之和。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对每个用户终端的每个时隙的通信模式和子信道分配进行优化，得到优化后的每个用户终端的每个时隙的通信模式和子信道分配的步骤，包括：

令所述时隙数目为T,令t分别取值1到T,获取第t个时隙的通信模式和子信道分配；

其中，获取第t个时隙的通信模式和子信道分配，包括：

子步骤1：根据所述初始化参数，初始化第t个时隙的每个用户终端的子信道分配和通信模式，并根据初始化后的每个用户终端的子信道分配和通信模式构造相应的匹配，存储在变量Ψ中；

子步骤2：将表示子信道编号的变量k初始化为1，子信道数目为K；

子步骤3：考察除子信道k之外的子信道，根据第一预设规则，寻找用于交换匹配的子信道k′；若寻找到子信道k′满足第一预设规则，则进行子信道交换操作，直至没有子信道k′满足第一预设规则，所述子信道交换操作为与子信道k匹配的用户终端和通信模式组成的二元有序组与子信道k′匹配的用户终端和通信模式组成的二元有序组相互交换子信道；

子步骤4：如果kK，那么令k＝k+1，并返回子步骤3，否则，执行子步骤5；

子步骤5：如果在本次迭代中没有进行任何交换操作，那么迭代终止；否则，返回子步骤2；

子步骤6：根据交换操作完成后得到的变量Ψ，得到优化后的每个用户终端在t时隙的子信道分配和通信模式。