[发明专利]通信干扰下无人机协同中继网络快速重构方法和系统

说明书

本发明提供了一种通信干扰下无人机协同中继网络快速重构方法和系统。本发明基于受到通信干扰前的中继网络T、受到通信干扰前的加权无向图G、中继网络T中出现中断故障的通信链路集合E^‑；计算出未发生中断故障的通信链路E^r，将E^‑中的边从受到通信干扰前的加权无向图G中删除，得到新的加权无向图G^y，再降低加权无向图G^y中属于E^r的边的权值，以便能够尽可能在重构的中继网络中使用原中继节点，同时基于降权后的无向图G^r重新获取n条不包含重复布置点的最短路径，将选取的n条最短路径组合得到重构后的中继网络，并将各个中继布置点对应的可用无人机作为中继无人机，实现中继网络在受通信干扰后的快速重构。

技术领域

本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种通信干扰下无人机协同中继网络快速重构方法和系统。

背景技术

为了满足信息战的需求，在战场的对抗环境下，需要使用无人机作为中继节点，在源节点s和目标节点t之间构建有效的中继网络。

航空学报,2017,38(11):236-248，公开了《一种基于多无人机的中继节点布置问题建模与优化方法》，该方法先基于中继无人机安全性约束、通信链路有效性约束、中继无人机唯一性约束对问题进行建模，并通过对待搜索的空间进行离散化处理，使得问题由连续的混合整数规划问题变为可解的离散整数规划问题，并对于上述模型对应的问题的求解设计了求解算法，在求解算法的第一步中，先基于广度优先搜索算法从所有可行布置点中选择出满足最少中继无人机数量要求的所有可能的布置点，在第二步中，在第一步得到的所有可能的布置点的基础上，再计算出所有唯一布置点，最后通过贪婪策略优先满足最难以到达的布置点来减小构建中继网络花费的时间，得到中继网络T。最终在能够通信的前提下，达到了构建中继网络中使用的无人机数量尽可能少，同时构建花费的时间尽可能短的目的。

但上述方法未考虑到在中继网络构建完成后，若受到通信干扰，导致一条或多条通信链路中断时，如何对中继网络进行快速重构。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种通信干扰下无人机协同中继网络快速重构方法和系统，解决了在中继网络构建完成后，通信链路中断时，如何对中继网络进行快速重构的技术问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种通信干扰下无人机协同中继网络快速重构方法，该方法包括：

S1、获取中继的源节点s、目标节点t、受到通信干扰前的中继网络T＝(V^*,E^*,W^*)、受到通信干扰前的加权无向图G＝(V,E,W)、中继网络T所需的最短路径数量n、中继网络T中出现中断故障的通信链路集合E^-、可用无人机集合U＝{u₁,…,u_i,…,u_k}、所有可用无人机的初始位置

S2、将E^-中的边从受到通信干扰前的加权无向图G中删除，得到新的加权无向图G，获取中继网络T中未发生中断故障的通信链路E^r＝E^*-E^-；

S3、降低加权无向图G^y中属于E^r的边的权值，得到新的加权无向图G^r；

S4、基于降权后的无向图G^r重新获取n条不包含重复布置点的优选最短路径；并将优选最短路径中的可行布置点作为中继布置点，从可用无人机集合U中选择可用无人机作为中继无人机；将选取的n条最短路径组合得到重构后的中继网络。