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[发明专利]基于仿生算法和BP神经网络的无人机轨迹优化方法及系统-CN202310729447.1在审
发明人：周子涵;唐文昕;覃彩娜;蔡章杰;姜叶;翟道森 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-06-19 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： H04W24/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于仿生算法和BP神经网络的无人机轨迹优化方法及系统，构建包括K个地面基站，M个低空无人机，N个高空无人机和L个地面用户的一个空地协同无线通信网络系统模型；基于损耗增益，覆盖率和用户业务量构建空地协同无线通信网络系统模型的目标优化函数；分别采用遗传算法，蚁群算法和粒子群算法对目标函数进行求解，得到最优值以及对应的解；对最优值以及对应的解进行kmeans聚类处理，得到数据集；将数据和函数值作为输入，对DNN网络进行训练，利用训练好的DNN网络实现无人机轨迹优化。显著提高网络覆盖范围，降低计算复杂度。
基于仿生算法 bp 神经网络无人机轨迹优化方法系统

[发明专利]一种无人机辅助地面基站的无线覆盖扩展方法及系统-CN202310419257.X在审
发明人： 翟道森;姜叶;张若南;周子涵;蔡章杰;覃彩娜;唐文昕 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-04-18 - 公布日： 2023-07-21 - 主分类号： H04W4/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种无人机辅助地面基站的无线覆盖扩展方法及系统，采用高频段的低空中继无人机(LRL)与地面基站一起协同服务资源小区，实现系统覆盖用户数最大化。在发明中首先根据天线模型和信道模型，从有效覆盖半径最大化的角度得到LRL的最优部署高度；其次，构造图模型，将LRL的水平位置优化问题看成最大点权独立集问题，并利用图论算法求解最大点权独立集，进而确定LRL的水平部署位置，使在地面基站覆盖不到的区域，LRL覆盖用户数最多。
一种无人机辅助地面基站无线覆盖扩展方法系统

[发明专利]基于协同异构空中网络的位置优化和资源分配方法及系统-CN202111205632.8有效
发明人： 翟道森;石启祺;张若南;李欢;王琛 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-10-15 - 公布日： 2023-07-14 - 主分类号： H04W16/10 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于协同异构空中网络的位置优化和资源分配方法及系统，构建小区通信模型；基于小区通信模型构建HABS与用户之间以及LABS与用户之间的信息传输机制；基于小区通信模型和信息传输机制，确立无人机与各用户之间的传输速率及小区内总传输速率，建立通信约束机制；构建系统吞吐量最大化的优化目标与约束条件；将优化问题分解为LABSs位置优化和各无人机资源分配优化子问题；基于分解的优化目标与约束条件，采用粒子‑鱼群优化算法求解位置优化问题，以覆盖用户数最多为目标，求解LABSs的位置，完成位置优化；基LABS位置，利用匹配算法和拉格朗日对偶分解算法优化各无人机的资源分配方案，实现资源分配。本发明提高了吞吐量，提升了系统性能。
基于协同空中网络位置优化资源分配方法系统

[发明专利]一种基于时隙ALOHA与NOMA的通信系统冲突分解方法及系统-CN202310193942.5在审
发明人： 翟道森;杨梦珂;张若南;李远瞻;张伟;宋骏豪;林政 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2023-03-02 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： H04W74/08 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于时隙ALOHA与NOMA的通信系统冲突分解方法及系统，构建时隙ALOHA与NOMA结合的通信系统模型，通信系统模型包括N个用户无授权随机接入；将N个用户节点按分配的Q1个新包传输功率等级接入通信模型构成的网络，将发生碰撞的数据包移入碰撞队列中；基于FCFS算法同步对得到的碰撞队列进行冲突分解；保存结束后未分解到的碰撞队列，记录下第M个时隙结束后的反馈信息(0，1，e)和R、L；根据反馈信息(0，1，e)和R、L更新时隙序号、分解区间下阈值和碰撞队列；基于FCFS算法对得到的碰撞队列进行冲突分解，直至所有数据包被成功传输。本发明能够获得更高的通过率和更低的平均时延，实现了系统通过率和时延性能的改善。
一种基于 aloha noma 通信系统冲突分解方法

[发明专利]基于无人机传输的分布式多跳自组网安全通信方法及装置-CN202110405342.1有效
发明人：王大伟;何亦昕;张宇飞;翟道森;张若南;黄方慧;王琛 -专利权人：西北工业大学深圳研究院;西北工业大学
申请日： 2021-04-15 - 公布日： 2023-04-07 - 主分类号： H04W16/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于无人机传输的分布式多跳自组网安全通信方法及装置，首先将若干个分布式多跳自组网安全通信装置作为空中和地面通信节点，构建基于无人机传输的分布式多跳自组网；通信节点之间及和后台指挥中心之间通过MESH通信模块进行通信；通信节点收集现场画面、声音数据和网络状态等信息传送至中央处理器；中央处理器将信息通过显示器显示；中央处理器在本地对信息计算处理，若本地无法完成则周围通信节点进行协同计算，若仍无法满足则将任务传回后台指挥中心进行云计算；通信节点还可以将信息储存在本地，依靠无人机间的相遇机会完成信息转发。本发明可有效提高传输成功率、降低传输时延，提高网络综合性能与安全性能。
基于无人机传输分布式组网安全通信方法装置

[发明专利]一种基于非正交多址的无人机中继车联网安全传输方法-CN202110266060.8有效
发明人：王大伟;何亦昕;翟道森;张若南;唐晓;黄方慧 -专利权人：西北工业大学深圳研究院;西北工业大学
申请日： 2021-03-11 - 公布日： 2023-03-24 - 主分类号： H04W4/44 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于非正交多址的无人机中继车联网安全传输方法，首先构建包括1个基站、1个无人机、V个网络边缘车辆的基于非正交多址的无人机中继车联网模型；然后基于非正交多址的无人机中继车联网模型，构建基站、无人机、网络边缘车辆节点之间的物理层安全模型；接下来基于非正交多址的无人机中继车联网模型、物理层安全模型，构建无人机中继车联网安全信息传输目标与优化条件；最后基于无人机中继车联网信息安全传输目标与优化条件，通过黄金分割法和图论进行求解，并构建无人机中继车联网信息安全传输方法。相比于已有机制，本发明在保证信息传输安全性的前提下，可提高无人机中继车联网中基站到车辆的总数据传输速率。
一种基于正交无人机中继联网安全传输方法

[发明专利]基于可重构智能表面和主动干扰的安全传输方法及终端系统-CN202011558325.3有效
发明人：唐晓;蓝驯强;翟道森;张若南 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-12-24 - 公布日： 2023-02-03 - 主分类号： H04B7/06 文献下载
摘要：本发明属于无线通信技术领域，公开了一种基于可重构智能表面和主动干扰的安全传输方法及终端系统，在部署可重构智能表面和主动干扰的单输入多输出的通讯网络中，设计该网络的用户安全传输速率优化模型，在块坐标下降法框架下，给定的主动干扰波束成形和RIS波束成形参数，优化求解接收波束成形模型及优化求解主动干扰波束成形模型，然后基于所得的接收波束成形模型和主动干扰波束成形模型解，优化求解RIS波束成形模型，最后基于主动干扰波束成形和RIS波束成形模型的解，更新主动干扰波束成形和RIS波束成形参数，重复依次优化模型，获得该网络的最终安全传输方案，本发明与传统安全传输方案相比，更有效地提高了网络地传输安全。
基于可重构智能表面主动干扰安全传输方法终端系统

[发明专利]一种无线传感器网络位置优化和资源管理方法及应用-CN202110701144.X有效
发明人： 翟道森;王琛;张若南;石启祺;李彬 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-06-23 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： H04W24/02 文献下载
摘要：本发明属于传感器网络通信技术领域，公开了一种无线传感器网络位置优化和资源管理方法及应用，针对现有技术存在的问题，将功率优化问题形式化为一个与空中接入点位置部署、信道资源分配和功率控制相关的多目标优化问题，联合优化信道资源分配与功率控制和在保证空中安全的前提下优化无人机位置，利用空中接入点来为传感器设备提供近距离良好通信链路，可有效降低设备发射功率、延长设备使用寿命，相较于其他优化方法更加适合于无线传感器网络。
一种无线传感器网络位置优化资源管理方法应用

[发明专利]一种基于无人机辅助的车联网中继选择与安全传输方法-CN202011589537.8有效
发明人：王大伟;何亦昕;张若南;翟道森;唐晓;黄方慧 -专利权人：西北工业大学深圳研究院;西北工业大学
申请日： 2020-12-29 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： H04L41/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于无人机辅助的车联网中继选择与安全传输方法，首先构建了基于无人机辅助的车联网网络模型，其次对从源节点到中继节点链路服务质量模型、中继节点到目的节点的节点转发能力模型以及源节点到中继节点、中继节点到中继节点、中继节点到目的节点物理层安全模型进行分析与建模，将车联网中继选择与安全传输问题形式化为一个与链路服务质量、节点转发能力、物理层安全相关的多目标优化问题，并通过贪婪算法进行求解。该方法可以提高网络传输成功率、降低路由开销、传输时延，并能保障用户信息安全，相较于其他车联网传输方法更适用于智能交通系统。
一种基于无人机辅助联网中继选择安全传输方法

[发明专利]空地一体化车联网中基于最小化时延的任务安全卸载方法-CN202011592511.9有效
发明人：王大伟;何亦昕;张若南;翟道森;唐晓;黄方慧 -专利权人：西北工业大学深圳研究院;西北工业大学
申请日： 2020-12-29 - 公布日： 2022-12-09 - 主分类号： H04L41/14 文献下载
摘要：本发明公开了一种空地一体化车联网中基于最小化时延的任务安全卸载方法，首先构建了支持移动边缘计算的空地一体化车联网模型，其次对车辆到无人机边缘服务器的安全传输方式、本地车辆和无人机边缘服务器的计算方式进行分析与建模，将空地一体化车联网任务卸载问题形式化为一个与边缘服务器选择、传输速率、资源分配、任务卸载相关，以最小化时延为目标的多目标优化问题，并结合条件松弛‑数值修约规则和拉格朗日对偶分解的方法进行求解，该方法可有效降低任务处理时延，提高任务成功处理比例。
空地一体化联网基于最小化任务安全卸载方法

[发明专利]一种基于空基可重构智能表面的安全传输方法及系统-CN202110724337.7有效
发明人：唐晓;江天奇;王大伟;翟道森;张若南 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-06-29 - 公布日： 2022-12-06 - 主分类号： H04W12/122 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于空基可重构智能表面的安全传输方法及系统，在存在窃听者的情况下，通过部署ARIS来增强地面收发节点间的合法传输。针对合法信道、窃听信道的瞬时信道状态信息，构造了联合优化ARIS波束成形与部署来最大化系统安全传输速率的优化模型。在固定ARIS部署时，通过松弛和半定规划的方法优化ARIS波束成形；通过深度强化学习训练智能体优化ARIS的部署问题，找到ARIS最优位置，从而保证通信系统无线传输的安全性。本发明与传统方法相比，可以针对多变的信道状况实时改变无人机位置；耗费更少的计算资源与时间有效提升安全传输速率。
一种基于空基可重构智能表面安全传输方法系统

[发明专利]一种面向无人机中继网络的安全传输增强方法-CN202010937439.2有效
发明人：唐晓;刘娜;张若南;王大伟;翟道森 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-09-08 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： H04W24/02 文献下载
摘要：本发明属于无人机通信技术领域，公开了一种面向无人机中继网络的安全传输增强方法，建立以无人机为中继的地面源节点到目的节点的通信系统以及信道模型，在两个时隙——半双工模式下，根据无人机以及目的节点的接收信号，计算源节点到目的节点传输链路的私密速率；构建以私密速率达到最大时为目标函数，设计干扰功率无人机位置约束条件的优化模型；在无人机位置固定的条件下遍历目的节点D，窃听者E的坐标位置优化干扰功率分配方案，以最大化私密速率；使用穷举搜索法得到无人机最优位置生成数据集，构建并训练DNN模型，利用DNN的高计算效率找到无人机的最佳位置。本发明无人机部署方便不受复杂地形和障碍物的限制；通信适用性强、信息传输质量高。
一种面向无人机中继网络安全传输增强方法

[发明专利]一种空地协作车联网无人机位置部署及数据链抗干扰方法-CN202110268428.4有效
发明人： 翟道森;何亦昕;张若南;王琛;石启祺 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2021-03-11 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： H04W16/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种空地协作车联网无人机位置部署及数据链抗干扰方法，首先构建由1个基站、1个无人机、V个网络边缘车辆组成的空地协作车联网模型；其次基于空地协作车联网模型，构建无人机位置部署目标与优化条件；接下来基于无人机位置部署目标与优化条件，通过一维搜索算法和CVX凸优化方法进行迭代求解，并构建无人机位置部署方法；最后基于最优无人机位置部署方法，采用多进制扩频技术与多载波调制技术，构建无人机数据链抗干扰方法。本发明可有效提高空地协作车联网中基站到车辆的总数据传输速率，可在优化无人机位置部署的前提下，提高空地协作车联网无人机数据链抗干扰性能，降低误码率。
一种空地协作联网无人机位置部署数据链抗干扰方法

[发明专利]一种基于定位误差校正的无人机航迹规划方法-CN202010353077.2有效
发明人：张若南;何亦昕;蒋毅;翟道森;唐晓 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-04-29 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明属于无人机航迹规划技术领域，公开了一种基于定位误差校正的无人机航迹规划方法，采用数学建模思想，最优化方法理论，针对现有技术存在的问题，将航迹规划问题形式化为一个以航迹长度、校正次数为优化目标，定位误差阈值为约束条件的多目标优化问题。该优化问题考虑无人机飞行环境动态变化对航迹规划所带来的影响，并在保证定位误差得到有效校正的前提下优化航迹长度。同时本发明采用A*算法与Q‑learning方法来对模型进行求解与误差校正，可有效保证无人机飞行定位精度的同时，降低无人机的航迹长度，相较于其他无人机航迹规划方法更能适用于实际场景应用，实现多约束条件下的无人机航迹快速规划。
一种基于定位误差校正无人机航迹规划方法

[发明专利]一种基于链路服务质量的空地一体化车联网中继选择方法-CN202011178556.1有效
发明人：何亦昕;张若南;翟道森;唐晓;蒋毅 -专利权人：西北工业大学
申请日： 2020-10-29 - 公布日： 2022-10-04 - 主分类号： H04W40/22 文献下载
摘要：本发明属于空地一体化车联网通信技术领域，公开了一种基于链路服务质量的空地一体化车联网中继选择方法，该方法构建由N个网络节点(内含V个移动车辆节点、U个无人机节点)的空地一体化车联网模型，并利用存储‑携带‑转发的机会传输方式进行传输；基于空地一体化车联网模型，构建源节点至中继节点之间的链路服务质量模型、中继节点至目的节点之间的节点转发能力模型；基于源节点至中继节点之间的链路服务质量模型、中继节点至目的节点之间的节点转发能力模型，构建中继节点选择机制；基于中继节点选择机制，构建冗余副本删除机制。与已有机制相比，本发明可有效提高信息传输成功率，降低传输时延、路由开销以及传输跳数。
一种基于服务质量空地一体化联网中继选择方法

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