[发明专利]一种无人机密集编队通信网络的中继优化选择方法

说明书

本发明公开了一种无人机密集编队通信网络的中继优化选择方法，属于无人机通信技术领域。本发明方法依据链路质量选择通信传输方式，通过分析编队中继两端无人机成员的邻近域的交叠关系划定中继选择区域，并依据源成员与中继成员的社会性依存关系在候选成员中选择最适合的中继成员，兼顾考虑了编队成员的邻近域和编队成员间的社会性依存关系。本发明保证了无人机密集编队的基本通信能力，又同时优化提高了编队的吞吐量，从而进一步提升了密集编队支撑网络的整体性能。

技术领域

本发明涉及无人机通信技术领域，具体涉及一种无人机密集编队通信网络的中继优化选择方法，是指无人机在密集编队下，兼顾考虑了编队成员的邻近域和编队成员间的社会性依存关系，据此来选择无人机编队网络最优中继的方法。

背景技术

无人机编队支撑网络是能够支持编队中信息的传输与共享的通信网络，而且编队成员还能通过它获知自身在编队中所处地位和与其他编队成员的社会性依存关系。端到端技术(Device-to-Device，D2D)可为无人机编队提供高效的网络支撑和补充，适应协同编队的需求且拥有一定的自主性。与其它无需依赖网络基础设施的通信技术相比，D2D技术更为多变，不但能受基站控制进行通信，也可无需基础网络设施进行通信。通过D2D通信，终端间不再需要通过中转直接可以进行传输，链路能够产生增益，进而可以减轻基站的负载，链路及资源复用所产生的增益均能提升频谱资源效率及吞吐量。

由于中继用户分布在D2D源成员的周围，所以如何在进行中继协作通信时选择优秀且可靠的中继成员问题就成为了国内外学者研究的热点。参考文献[1]首先构建了一种将社交因素及物理因素相结合的模型，并以先验概率为依据提出了选择最佳中继的方法，提升了吞吐量并降低了系统的中断概率。参考文献[2]通过研究社交与交互贡献提出了一种能够增强多跳协作效率的基于社交感知的中继选择方法，并且依靠该方法可以进一步优化系统的功率开支。参考文献[3]则通过社交相似性感知提出了一种分阶段的中继选择法，在保证系统吞吐量及公平性的前提下提升了系统资源效率。虽然目前这些研究对于提高一类典型系统的吞吐量和优化系统方面呈现出了一定的优势，但是由于无人机密集编队通信网络中无人机群具有高动态、大规模的特点，将上述现有方法应用到无人机密集编队时，存在所选中继成员通信能力表现差、系统整体吞吐量低等问题，因此需要一种适用于无人机密集编队通信网络的中继节点优化选择技术。

参考文献：

[1]徐少毅,张鹏.D2D协作通信网络中基于社交信息的中继选择和功率分配[J].电子与信息学报，2019，39:1-8.

[2]Bidi Y,Amiya N.A Power-Efficient and Social-Aware Relay SelectionMethod for Multi-Hop D2D Communications[J].IEEE COMMUNICATIONS LETTERS,2018,22(7):1450-1453.

[3]袁润平,崔建勇,闵伟娟.基于比例公平选择的中继通信策略[J]现代导航,2012,134-138.

发明内容

针对现有需求，本发明基于端到端技术，通过考虑编队成员的邻近域及其交叠关系，以及编队成员间的社会性依存关系，提供了一种无人机密集编队通信网络的中继优化选择方法。

无人机密集编队通信网络中包括进行蜂窝通信的无人机成员与进行D2D通信的无人机成员，本发明的无人机密集编队通信网络的中继优化选择方法，对无人机编队中准备进行D2D通信的成员，执行如下步骤：

步骤一，设需要进行D2D通信的成员ε_i为源成员，将当前编队中与成员ε_i距离最近的且拥有ε_i所需资源的成员ε_j为目标成员；成员ε_i复用蜂窝成员c的上行信道资源进行传输；