利索能及
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专利号: 202210973426X
申请人: 南通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-09-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种全自由度全双工放大转发无人机中继系统的优化方法,在该方法中,无人机中继R从源节点S的正上方沿着直线以匀速向目的节点D飞行,无人机R在接收S发送信号的同时向目的节点转发消息,无人机接收信号和转发消息在同一频段上同时进行,并且中继转发采用AF协议,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)无人机在正式飞行前,计算出固定翼无人机的匀速飞行速度v以及完成Q数据量转发的时间限制T;

(2)将 设定为无人机从源节点S正上方飞到目的节点D的正上方的时间内须要完成数据转发的约束条件;其中,L为源节点S和目的节点D之间的距离;

(3)判断所述匀速飞行速度v与无人机最小飞行速度Vmin、最大飞行速度Vmax的大小关系,根据比较结果对所述约束条件进行检查,根据检查结果判断在满足系统发送数据量要求的条件下,对无人机的飞行速度和时间进行优化调整;

在步骤(1)中,所述匀速飞行速度v用公式表述为:2

其中,c1=ηCD0B/2、c2=2W/[(πe0AR)ηB],η表示空气密度,CD0表示零升力阻力系数,B表示机翼面积,W表示无人机整体的重量,e0是翼展效率,AR表示无人机翼的纵横比;

在步骤(1)中,所述时间限制T用公式表述为:

其中,e为自然常数,PS是节点S发射天线的发射功率,PR是无人机中继R发射天线的发射2

功率,β表示在1m距离情况下的信道增益参考值,H为飞行高度,σ为高斯白噪声的方差;

所述步骤(2)具体为,将比较结果分以下情况进行处理:* *

情况1:若Vmin≤v≤Vmax,则检查 是否成立;若 成立,则令T=T,v=v,否则,* * * *令 并检查v≥Vmin是否成立;若v≥Vmin成立,则令T =T,v =v,否则令T=NaN,v =NaN;

* *

情况2:若v

* *

情况3:若v>Vmax,则令v=Vmax,下面检查 是否成立;若 成立,则令T =T,v =* * * *v,否则令 并检查v≥Vmin是否成立;若v≥Vmin成立,T=T,v=v,否则令T=NaN,v =NaN,其中,NaN表示无数值存在,即无解;

* * * *

其中,v为无人机最优匀速飞行速度,T 为最优飞行总时间,NaN表示无解,若T=NaN,v=NaN,则说明无法满足源节点数据量发送需求,此时,无人机选择退出转发服务;否则,无* *人机将以匀速飞行速度v,从S的正上方高度为H且沿直线向D飞行,飞行总时间为T,在飞行期间,无人机R采用AF协议接收S发送信号的同时向目的节点转发消息。