[发明专利]卫星无人机混合网络的频谱共享方法

说明书

本发明实施例提供一种卫星无人机混合网络的频谱共享方法，该方法包括：基于无人机通信数据传输效率最大化模型，获取无人机群的功率分配结果与无人机群悬停时间分配结果；无人机通信数据传输效率最大化模型包括数据传输效率最大化函数和约束条件，数据传输效率最大化函数的自变量包括无人机群的功率分配结果和无人机群悬停时间分配结果，基于无人机群的功率分配结果和无人机群悬停时间分配结果控制无人机群与卫星共用同一个频段服务无人机用户和卫星用户。本发明实施例提供的方法，使得卫星无人机混合网络中无人机对卫星用户的干扰控制在一定范围内，无人机群与卫星能共用同一个频段服务无人机用户和卫星用户。

技术领域

本发明涉及卫星无人机混合网络技术领域，尤其涉及一种卫星无人机混合网络的频谱共享方法。

背景技术

在灾难监控、应急抢险、科学探测等缺少地面网络覆盖的领域，卫星通信目前已获得了广泛的应用。然而，卫星通信网络的普遍问题是数据传输速率较低，已经很难满足这些领域的业务对于通信速率和时延的需求。考虑到无人机的灵活性以及能够实现高速通信的性质，将无人机引入卫星通信网络，也就是通过建立卫星无人机混合网络，从而能够提升通信速率，是一个可行的手段。但是，在卫星网络中引入无人机会遇到频谱资源受限的问题。为了解决这一问题，一种方法是共享卫星和无人机的频谱。尽管在卫星地面混合网络中现在已有大量的工作解决频谱共享的问题，然而这些方法没有充分考虑到无人机的动态特性，难以用在卫星无人机混合网络中。

因此，需要获取无人机对卫星用户的干扰信号强度处于一定范围内的无人机群的功率分配结果和所述无人机群悬停时间分配结果，而在该无人机群的功率分配结果和所述无人机群悬停时间分配结果下控制无人机群的行进可以使得无人机对卫星用户的干扰不超过规定门限，使得无人机群与卫星共用同一个频段服务无人机用户和卫星用户。

因此，如何避免现有的卫星地面混合网络中解决频谱共享技术的无法充分考虑无人机的动态特性，难以用在卫星无人机混合网络中，仍然是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种卫星无人机混合网络的频谱共享方法，用以解决现有的卫星地面混合网络中解决频谱共享技术的无法充分考虑无人机的动态特性，难以用在卫星无人机混合网络中的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种卫星无人机混合网络的频谱共享方法，包括：

基于无人机通信数据传输效率最大化模型，获取无人机群的功率分配优化结果与无人机群悬停时间分配优化结果；其中，所述无人机通信数据传输效率最大化模型包括数据传输效率最大化函数和约束条件，所述数据传输效率最大化函数的自变量包括无人机群的功率分配结果和无人机群悬停时间分配结果，所述约束条件包括无人机群信号对卫星用户的干扰约束条件、单个无人机通信能量约束条件、单个无人机发射功率约束条件、无人机群总悬停时间约束条件和无人机群在单个用户上的最大悬停时间约束条件；

基于所述无人机群的功率分配优化结果和所述无人机群悬停时间分配优化结果控制所述无人机群与卫星共用同一个频段服务无人机用户和卫星用户。

优选地，该方法中，所述基于无人机通信数据传输效率最大化模型，获取无人机群的功率分配优化结果与无人机群悬停时间分配优化结果，之前还包括：

基于所述无人机群的总数据量，获取无人机通信数据传输效率公式；其中，所述无人机群的总数据量是基于每一无人机用户的大尺度信道信息表示的；

基于所述无人机通信数据传输效率公式构建所述无人机通信数据传输效率最大化模型。

优选地，该方法中，所述基于所述无人机群的总数据量，获取无人机通信数据传输效率公式，具体包括：

通过如下公式表示所述无人机群的总数据量D(P,T):