[发明专利]异构无人机数据卸载方法、装置、电子设备及存储介质

权利要求书

1.一种异构无人机数据卸载方法，其特征在于，应用于无人机调度系统，所述系统包括基站、多个无人机和多个用户；所述方法由所述基站执行，包括：

根据所述基站、多个所述无人机和多个所述用户，构建与所述系统对应的调度模型；

响应于任一所述无人机到达，获取所述无人机的数据信息；

根据所述调度模型和所述数据信息，得到最优调度策略，并将所述最优调度策略发送至所述无人机，以使所述无人机根据接收到的所述最优调度策略执行数据卸载任务。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述基站、多个所述无人机和多个所述用户，构建与所述系统对应的调度模型之后，还包括：

基于所述调度模型构建用户模型、无人机模型、数据队列模型、用户筛选模型、无人机轨迹模型和能源消耗模型；

基于所述用户模型、所述无人机模型、所述数据队列模型、所述用户筛选模型、所述无人机轨迹模型和所述能源消耗模型构建多目标优化模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述用户模型、所述无人机模型、所述数据队列模型、所述用户筛选模型、所述无人机轨迹模型和所述能源消耗模型构建多目标优化模型之后，还包括：

基于所述多目标优化模型转化为单目标优化；

基于所述数据信息，执行所述单目标优化，得到所述最优调度策略。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述用户模型、所述无人机模型、所述数据队列模型、所述用户筛选模型、所述无人机轨迹模型和所述能源消耗模型的表达为：

用户模型：

V_u＝{v₁,v₂,…,v_m}

V＝V_u∪v₀

v_i＝(l_i,a_i,q_i)

d_i,j＝‖l_i-l_j‖₂

D＝{d_i,j∣v_i,v_j∈V}

其中，用m表示为所述用户的个数；V_u表示为所述用户集；v₀表示为基站；V表示为所述数据卸载系统包含所述基站的用户集；v_i表示为所述每个用户的建模；l_i表示为所述用户v_i的位置；a_i表示为所述用户v_i的数据到达率；q_i表示为所述用户v_i的数据队列长度；l_j所述用户表示为所述用户v_j的位置；d_i，j表示为所述用户v_i和所述用户v_j之间的最短路径；D表示为所述用户之间的距离集合；

无人机模型：

U＝{u₁,u₂,…,u_n}

u_j＝(s_j,d_j,r_j,c_j,e_j,p_j,τ_j)

r_i,j＝Blog₂(1+SNR_i,j)

r_j＝{r_i,j∣v_i∈V}

其中，n表示为所述无人机的数量；U表示为所述无人机集合；u_j表示为所述每个无人机的模型；s_j、d_j、r_j、c_j、e_j、p_j和τ_j分别表示为所述每个无人机u_j的飞行速度、出发时间、数据传输速率、存储容量、当前能量、能耗功率和任务轨迹；r_i，j表示为从所述用户v_i到所述无人机u_j的数据传输速率；B表示为上行信道带宽；SNR_i,j表示为所述信道从所述用户v_i到所述无人机u_j的信噪比；r_j表示为对于无人机的数据传输速率；e_j表示为所述u_j在当前时间的剩余能量容量；表示为所述无人机u_j的最大能量容量；μ_j表示为无人机能量紧急度；

数据队列模型：

其中，Δt_i，j表示为数据卸载的服务持续时间；表示为数据卸载服务的开始时间；表示为数据卸载服务的结束时间；表示为所述无人机的数据到达率的估计值；表示为数据卸载开始时所述用户v_i的数据队列长度；表示为数据卸载结束时所述用户v_i的数据队列长度；θ_i,j表示为所述用户v_i的数据总量；α(Δt_i,j)表示为可变尺度平滑常数；lgΔt_i,j表示为衡量数据到达率的可参考性；γ表示为基本平滑常数；表示为更新的估计数据到达率；表示用户数据到达率的初始值被设置为0；表示为数据队列长度的预测值；表示为数据卸载结束时用户v_i的数据队列长度；d_j表示为u_j的下一个离开时间；表示为数据卸载服务的结束时间；表示为用户v_i预计要卸载给除u_j以外的无人机的数据总量；表示为用户数据队列的最大容量；ρ_i表示为数据队列的紧急度；

用户筛选模型：

η,0＜η＜1

其中，φ_i表示为筛选器指示器，识别迫切需要数据卸载的用户；表示为所有用户的最大数据到达率；表示为根据所述筛选器指示器φ_i的筛选指标将需要数据卸载的用户紧急程度根据大到小重新排序组成的用户集；η表示为筛选率；V_t表示为目标用户集合；表示为待优化的目标用户；

无人机轨迹模型：

其中，x_i,j表示为映射指示符，x_i,j＝1表示为所述无人机u_j向所述用户v_i提供数据卸载服务，x_i,j＝0表示为所述无人机u_j未向所述用户v_i提供数据卸载服务；表示为子轨迹；表示为子轨迹形成的环的总长度；表示为中的元素个数；π(k)表示为对应于中第k个元素的V中用户的下标；表示为新的子轨迹；表示为最短轨迹长度；

能源消耗模型：

其中，表示为所述无人机飞行引起的能量消耗；s_j表示为所述无人机u_j的飞行速度；表示为所述无人机u_j的飞行能耗功率；表示为所述无人机悬停引起的能量消耗；θ_i,j表示为所述用户v_i预计卸载到所述无人机u_j的数据量；r_i,j表示为所述用户v_i到所述无人机u_j的数据传输速率；表示为所述无人机u_j的悬停能耗功率，E_j表示为总能量消耗。