[发明专利]面向无人机无线供能通信系统的节点调度方法和装置

说明书

本发明公开了面向无人机无线供能通信系统的节点调度方法和装置，方法包括：根据各个无源节点采集到的能量确定无人机空中平台传输能量所用的能量传输功率，基于能量传输功率确定各个无源节点向无人机空中平台传输信息的发射功率；基于发射功率确定各无源节点发送信息到无人机空中平台的第一信道容量；基于能量传输功率确定无人机空中平台转发信息到网络接入点的第二信道容量；基于第一信道容量和第二信道容量选择能够使得系统信道容量最大的无源节点接入系统。

技术领域

本发明涉及面向无人机无线供能通信系统的节点调度方法，属于无线通信技术领域。

背景技术

随着无线通信的迅速发展，无人机因其可控的机动性、灵活性、低成本、强视距信道和快速部署,无人机已成为近年来最受欢迎的通信研究方向之一。并且由于物联网技术的普及，物联网设备的能量问题愈发成为物联网发展的重要阻碍。频繁更换物联网中布置的大量传感器，势必会影响用户体验和增大人工成本。而研究无人机与无线供能通信的结合，将有望解决这一问题。

如何利用无人机作为无线中继以及能量来源，来实现改善无源节点的通信性能是目前需要解决的技术问题，对于物联网的发展有着至关重要的作用。

发明内容

本发明的目的是面向无人机无线供能通信系统，提供一种节点调度方法来改善无源节点的通信性能。

本发明采用以下技术方案。

一方面提供一种面向无人机无线供能通信系统的节点调度方法，所述系统包括网络接入点、无人机空中平台、多个无源节点，无源节点在无人机空中平台辅助下完成能量采集和信息传输，所述方法包括：根据各个无源节点采集到的能量确定无人机空中平台传输能量所用的能量传输功率，基于所述能量传输功率确定各个无源节点向无人机空中平台传输信息的发射功率；

基于所述发射功率确定各无源节点发送信息到无人机空中平台的第一信道容量；基于所述能量传输功率确定无人机空中平台转发信息到网络接入点的第二信道容量；

基于第一信道容量和第二信道容量选择能够使得系统信道容量最大的无源节点接入系统。

进一步地，所述能量传输功率的计算表达式如下：

其中，P_i1^*为第i个无源节点作为所选终端时无人机空中平台传输能量所用功率的分配结果，P_U为无人机空中平台受限的总功率，η为能量转换效率，α_i为第i个用户采用时隙交换协议的时间分配因子，G_Ui为无人机空中平台到第i个无源节点的大尺度传输损耗，h_Ui为无人机空中平台到第i个无源节点的小尺度衰落，G_UB为无人机空中平台到网络接入点的大尺度传输损耗，h_UB为无人机空中平台到网络接入点的小尺度衰落。

进一步地，所述发射功率的计算公式如下：

其中，P_i为第i个无源节点用以向无人机空中平台发送信息的发送功率，P_i1为到第i个无源节点作为接入节点时无人机空中平台传输能量的功率，η为能量转换效率，α_i为第i个用户采用时隙交换协议的时间分配因子，G_Ui为无人机空中平台到第i个无源节点的大尺度传输损耗，h_Ui为无人机空中平台到第i个无源节点的小尺度衰落。

再进一步地，所述第一信道容量的计算公式如下：