CN110022545B - 无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法旨在提供一种能够降低运算复杂度,并能提升频道资源复用程度的链路频道分配方法。本发明通过下述技术方案予以实现:地面控制站获得无人机平台位置信息,统计空地数据链路数量,计算所有空地数据链路两两之间的夹角,对所有夹角值进行降序排列;然后,从最大夹角对应的空地数据链路开始,根据链路间夹角与“复用门限”之间的关系构建“超链路”,将超链路中包含的空地数据链路数量作为该超链路的权值;地面控制站迭代进行上述超链路合并过程,直至没有可进一步合并的超链路,将频道资源平均分配至各条超链路;分配过程结束后,频道分配结果通过上行地空链路发送至无人机平台。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于无人机一站多机系统空地数据链路的频道分配方法。
背景技术
无人机是一种由电力等方式进行驱动、机上无人驾驶的空中飞行器。无人机系统是指由无人机平台、地面控制站、任务设备等组成的能够完成特定任务的通信系统。通常情况下,由地面站完成对无人机平台的速率、方向、姿态等功能参数的控制及任务分发功能,无人机平台接收地面站发出的控制指令,执行特定任务后,向地面站发送特定任务反馈信息。随着航空技术的飞速发展及无人机性能的不断提升,无人机系统已成为航空、测控、电子对抗等领域的研究热点。早期对于无人机系统的相关研究主要以一站单机系统为主,地面控制站作为系统的控制中心,以点对点的通信方式完成对无人机的功能控制、参数分发等过程。无人机一站单机系统中仅包含一条无人机与地面站之间的链路,系统元素单一、构成简单,不涉及组网问题,但由于无人机一站单机系统的结构配置只能支持单架无人机,系统作用范围仅仅取决于无人机平台的覆盖范围,因此无人机一站单机系统抗毁性较差、系统容量较低、作用范围受限,无法充分发挥无人机平台灵活高效的特点,不能支持多架无人机共同完成复杂的测控、对抗等数据传输任务。
为了提升无人机系统传输能力,扩展应用范围,无人机系统目前已经趋向于向一站多机系统发展。无人机一站多机系统是由一个地面控制站和多架无人机组成,利用无线组网技术实现地面控制站与无人机平台之间完成特定任务的数据通信系统。在无人机一站多机系统中,无人机平台可形成多个“集群”,具备全方位、大纵深的特点。地面控制站通过对多架无人机的任务部署及控制指令分发,可以完成对无人机集群的跟踪、控制、测量、定位,从而能够有效扩展了系统应用范围,例如:通过无人机一站多机系统可提高对地观测的覆盖率、实现多方位多视角观测、三维立体相干成像、电子侦查、云层气象观测等功能。
按照数据传输方向的不同,无人机一站多机系统的数据链路可分为上行地空数据链路、下行空地数据链路两类。其中,上行地空数据链路指的是地面站至无人机之间的通信链路,其主要任务是完成地面站对无人机控制指令的分发,例如作战打击指令、编队变化指令、速度方向控制指令等;下行空地数据链路指的是无人机至地面站之间的通信链路,其主要任务是保证无人机完成向地面站的高速、大数据量任务信息的下传,例如测绘信息数据、目标监视数据等。通常情况下,传统无人机一站多机系统中的各个平台装配全向天线,系统结构如图6所示。无人机一站多机系统的主要特点为上、下行链路之间的数据量呈现“不平衡”状态:上行地空数据链路为一对多结构,传输速率较低,数据量较少;下行空地数据链路为多对一结构,传输速率较高,数据传输需求较大。对于无人机一站多机系统,现有研究主要以单地面控制站、单无人机或双无人机的配置作为系统结构,以频分多址(FrequencyDivision Multiple Access,FDMA)或时分多址(Time Division Multiple Access,TDMA)的接入方式完成无人机与地面控制站之间的数据传输,如图5所示。在上述两种接入方式中,各条上、下行数据链路单独占用固定分配的频道资源或时隙资源,在无人机数量较少的情况下,通过简单的时、频资源分配算法可以满足空地下行数据链路的传输需求。但随着无人机数量增加,有限的时频资源难以保证空地下行数据链路的大容量数据传输。因此,如何能够有效保证空地数据链路的大容量传输需求成为了无人机一站多机系统研究中主要关心的问题。
为提升空地下行数据链路的传输能力,同时改善系统的抗干扰、远距离传输能力,目前关于无人机一站多机系统的研究侧重于在地面控制站及无人机平台装配定向天线,从而利用定向波束成型技术形成定向发、定向收的效果,如图3所示。其中,地面控制站配有多幅定向天线与不同无人机之间进行通信。各通信链路通过数据定向收发,可带来发送增益、接收增益的大幅提升,且不会对定向波束外的通信链路造成干扰,因此可以有效提升系统的抗干扰及远距离传输能力。此外,平台装配定向天线后,无人机一站多机系统在资源层面上增加了空分(SpaceDivision,SD)资源,不同链路在同时、同频的情况下可采用不同空间资源进行互不干扰的通信,如图4所示。因此,无人机平台可利用“时、频、空”三维资源与地面控制站进行通信,满足了空地数据链路的大容量传输需求。
各平台装配定向天线后,地面控制站与不同无人机之间利用不同波束进行通信。当空地数据链路间的夹角大于波束宽度的情况下,不同空地数据链路可采用相同的频道资源,利用空分资源进行通信,从而提升频道资源的复用能力;空地数据链路间的夹角小于波束宽度时,不同空地数据链路需采用不同的频道资源以避免干扰。在无人机一站多机系统中,由于无人机平台移动性强,不同空地数据链路之间夹角的变化情况较为频繁,容易加剧频道资源的冲突情况,削弱空地数据链路的频道资源复用能力,从而降低空地数据链路吞吐量,影响系统传输性能。因此,如何在空地数据链路之间进行有效的频道资源分配,以避免冲突、提升频道资源复用程度,成为了无人机一站多机系统的主要研究问题。
现有关于无人机一站多机系统空地数据链路频道分配的技术方案主要包括:
穷举搜索法:该方法以所有空地数据链路与频道资源的组合作为搜索对象,以穷举搜索的方式确定空地数据链路之间无冲突、复用程度最高的频道资源分配方案。该方法虽然可以找出最优分配方案,但考虑到穷举搜索过程的运算复杂度,该方法仅适用于一站单机、一站双机等无人机数量较少的应用场景。随着无人机数量的增加,空地数据链路数量随之增加,穷举搜索法的复杂度指数增长,算法效率急剧降低。另一方面,在频道资源分配的过程中,通常以空地数据链路间的夹角值与切换门限(该门限值通常设置为稍大于波束宽度的常量)的关系作为空地数据链路频道分配依据,而穷举搜索法只能设置单个切换门限。在此情况下,由于无人机平台较强的移动性,可能使得已经确定的空地数据链路频道分配方案的冲突情况发生变化,容易发生频道来回切换的“乒乓效应”,影响系统性能。因此,穷举搜索法难以适用于一站多机系统。
顺序分配法:该方法首先将所有空地数据链路随机排序,然后以任一空地数据链路为起始,逐一考察该链路与其他链路之间的夹角与切换门限之间的关系,进而为每条空地数据链路确定无冲突的频道分配方案。该方法以解决频道资源冲突作为主要思路,虽然能够以较快速度得出无冲突的频道资源分配方案,但在分配过程中链路的无差别排列顺序直接影响最终的频道分配结果,从而削弱系统频道资源的复用程度,影响空地数据链路的传输能力。
现有的无人机一站多机系统空地数据链路频道资源分配方法虽然可以在一定程度上确定无冲突的分配方案,但无法有效兼顾频道资源复用程度与可实现性等性能。因此,在无人机一站多机系统中,如何确定空地数据链路间无冲突、高频道复用度、低运算复杂度的频道资源分配方案,且能够有效防止频道资源切换的“乒乓效应”是本发明所解决的主要问题。
发明内容
本发明针对现有技术方案存在的不足之处,提出一种无人机一站多机系统中能够降低运算复杂度,且防止频道切换“乒乓效应”,并能保证无冲突,提升频道资源复用程度的空地数据链路频道分配方法。
本发明的上述目的可以通过以下技术方案实现:一种无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法,具有如下技术特征:在无人机一站多机系统中,地面控制站作为系统控制中心,设立复用门限与“冲突门限作为空地数据链路频道资源分配过程中的夹角判断门限;地面控制站首先通过天线的全向模式或专用控制信道获得无人机平台位置信息,统计无人机一站多机系统中的空地数据链路数量,结合地面控制站自身位置信息计算所有空地数据链路两两之间的夹角,并对所有夹角值进行降序排列;然后,从最大夹角对应的空地数据链路开始,依次考察链路间夹角与复用门限之间的关系,若链路夹角值超出该门限,则将对应的空地数据链路进行虚拟合并,形成一条超链路,并将超链路S1G中包含的空地数据链路数量作为该超链路的权值;地面控制站迭代进行上述超链路合并过程,直至没有可进一步合并的超链路S1G;超链路S1G合并过程结束后,地面控制站以加权后的超链路S1G作为频道分配对象,每条超链路S1G内对应的空地数据链路使用该条超链路分配频道资源,多余的频道资源分配至权值较大的超链路S1G,完成各条超链路的频道资源平均分配。
本发明相比于现技术具有如下有益效果:
兼顾频道分配方案的无冲突性与系统频道资源复用能力:本发明根据无人机一站多机系统中当前所有空地数据链路两两之间的角度关系,将夹角大于“复用角度”的空地数据链路合并为一条“超链路”,各条超链路内部包含的空地数据链路可分配相同的频道资源,不同超链路之间分配不同的频道资源,从而确保了系统频道资源分配的无冲突性;由于超链路汇集了系统中所有可以占用相同频道资源的空地数据链路,权重较大的超链路可占用较多频道资源,从而增强了空地数据链路之间的频道复用能力,提升了频道资源利用率,下行链路吞吐能力得到提升。本发明在包含多个无人机平台的应用场景中,相比于顺序分配方法中依次为排序之后的空地数据链路确定无冲突频道资源的分配方案,在频道资源复用程度性能方面可提升约20%。
防止频道切换的“乒乓效应”:本发明通过设置“冲突门限”与“复用门限”,一方面,对于已经存在频道资源复用关系的空地数据链路,仅当链路间夹角小于冲突门限时触发频道资源重分配,以避免频道冲突;另一方面,对于不存在频道资源复用的空地数据链路,仅当链路间夹角大于复用门限时触发频道资源重分配,以提升频道资源复用程度。与传统的仅设置单切换门限的穷举搜索法相比,在空地数据链路间的夹角值在该门限上下浮动的情况下,通过设置“冲突门限”与“复用门限”可有效防止频繁触发空地数据链路频道资源重分配过程,有效避免了频道切换的“乒乓效应”。
低运算复杂度:本发明通过考察无人机一站多机系统中所有空地数据链路两两之间的角度与“复用门限”之间的关系,仅以加权后的“超链路”作为频道分配对象,为各条空地数据链路分配频道资源。相比于穷举搜索法中以空地数据链路和频道资源的组合作为分配原则的方法相比,本发明较大程度降低了分配算法的运算复杂度。
本发明适用于通信、导航、电子对抗、大地测绘等领域。
附图说明
图1是本发明提出的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配流程图。
图2是无人机一站多机系统空地数据链路频道分配示例图。
图3是装配定向天线的无人机一站多机系统示意图。
图4是时、频、空三维资源接入方式示意图。
图5是传统无人机一站多机系统接入方式示意图。
图6是传统无人机一站多机系统示意图。
具体实施方式
参阅图1、图2。根据本发明,在无人机一站多机系统中,地面控制站作为系统控制中心,设立复用门限与“冲突门限作为空地数据链路频道资源分配过程中的夹角判断门限;地面控制站首先通过天线的全向模式或专用控制信道获得无人机平台位置信息,统计无人机一站多机系统中的空地数据链路数量,结合地面控制站自身位置信息计算所有空地数据链路两两之间的夹角,并对所有夹角值进行降序排列;然后,从最大夹角对应的空地数据链路开始,依次考察链路间夹角与复用门限之间的关系,若链路夹角值超出该门限,则将对应的空地数据链路进行虚拟合并,形成一条超链路,并将超链路S1G中包含的空地数据链路数量作为该超链路的权值;地面控制站迭代进行上述超链路合并过程,直至没有可进一步合并的超链路S1G;超链路S1G合并过程结束后,地面控制站以加权后的超链路S1G作为频道分配对象,每条超链路S1G内对应的空地数据链路使用该条超链路分配频道资源,多余的频道资源分配至权值较大的超链路S1G,完成各条超链路的频道资源平均分配。
在无人机一站多机系统中,地面控制站作为系统控制中心,执行整套空地数据链路频道分配算法。地面控制站作为系统控制中心,设立 “冲突门限”与“复用门限”作为空地数据链路频道资源分配过程中的夹角判断门限;地面控制站首先通过天线的全向模式或专用控制信道获得无人机平台位置信息,统计无人机一站多机系统中的空地数据链路数量,结合地面控制站自身位置信息计算所有空地数据链路两两之间的夹角,并对所有夹角值进行降序排列;然后,从最大夹角对应的空地数据链路开始,依次考察链路间夹角与“复用门限”之间的关系,若链路夹角值超出该门限,则将对应的空地数据链路进行“虚拟合并”,形成一条“超链路”,并将超链路中包含的空地数据链路数量作为该超链路的权值;地面控制站迭代进行上述超链路合并过程,直至没有可进一步合并的超链路;超链路合并过程结束后,地面控制站将加权后的“超链路”作为频道分配对象,将频道资源平均分配至各条超链路,每条超链路内对应的空地数据链路使用该条超链路所分配的频道资源,并将多余的频道资源分配至权值较大的超链路。分配过程结束后,地面控制站将频道分配结果通过上行地空链路发送至无人机平台。
地面控制站将冲突门限设置为α,复用门限设置为β,定向天线波束宽度设置为γ,并且冲突门限α、复用门限β和定向天线波束宽度γ三者之间的关系为:γ<α<β。无人机一站多机系统的可用频道资源为[f1,f2,...,fN],其中,N为可用频道资源数量。无人机Ui与地面控制站G之间的链路记为UiG。第i条超链路记为SiG。
空地数据链路频道分配整体流程具体实施步骤为:
步骤101,地面控制站G利用天线的全向模式或专用控制信道,周期收集无人机节点的数量K以及各无人机的位置信息,结合地面控制站自身的位置信息计算所有空地数据链路两两之间的夹角,并将夹角值降序排列为[AngM,Ang(M-1),…,Angi,…Ang1],其中M为所有空地数据链路两两之间的夹角总数,该值取决于空地数据链路数量K,即:M=K*(K-1)/2;例如图2所示的包含1个地面站、4架无人机的一站多机系统,θ1<θ2<θ3,θ1<β,θ2>β,θ3>β,地面控制站将空地数据链路间的夹角值降序排列为[Ang6=θ1+θ2+θ3,Ang5=θ2+θ3,Ang4=θ1+θ2,Ang3=θ3,Ang2=θ2,Ang1=θ1;
步骤102,地面控制站根据无人机数量及位置信息,判断是否需要执行空地数据链路频道资源分配算法,具体如步骤103~步骤105所示;
步骤103,地面控制站根据当前系统中无人机平台的位置及身份信息,并结合上一检测周期中无人机平台的数量和身份信息做出以下判断,当无人机平台总数量增加或减少,或者无人机平台总数量不变,但至少一个无人机平台的身份信息发生变化时,地面控制站直接执行步骤106,否则执行步骤104;
步骤104,若地面控制站检测到已经存在频道资源复用的空地数据链路间的夹角小于冲突门限α,则认为无人机一站多机系统即将发生空地数据链路频道资源冲突,地面控制站执行步骤106,否则执行步骤105;
步骤105,若地面控制站检测到不存在频道资源复用的空地数据链路之间的夹角大于复用门限β,则认为可以提升空地数据链路间的频道复用程度,地面控制站执行步骤106,否则维持系统中当前的空地数据链路频道分配方案不变,待无人机信息收集时间到达时重新执行步骤101进入下一分配周期;
步骤106,若无人机一站多机系统中只存在一条空地数据链路,则地面控制站为该条空地数据链路分配频道资源f1~fN,待无人机信息收集时间到达时重新执行步骤101进入下一分配周期,否则地面控制站执行步骤107;
步骤107,地面控制站将无人机一站多机系统中所有空地数据链路视为超链路,且所有超链路权值置为0,地面控制站从最大夹角AngM对应的两条超链路开始,根据步骤108~步骤111考察各条超链路能否进行合并;例如图2所示的一站多机系统,地面控制站将各条空地数据链路视为超链路,即S1G={U1G}、S2G={U2G}、S3G={U3G}、S4G={U4G},且超链路S1G~S4G的权值为0;
步骤108,若最大夹角值大于复用门限β,则地面控制站根据步骤109~110,考察该夹角对应的两条超链路L1与L2按照合并规则能否进行合并,否则地面控制站直接执行步骤112;
步骤109,若超链路L1与L2中包含的所有空地数据链路之间的夹角全部大于复用门限β,地面控制站执行步骤110,否则执行步骤111;
步骤110,地面控制站从最大夹角AngM对应的两条超链路L1与L2开始,考察L1与L2中包含的所有空地数据链路与其他超链路之间小于等于复用门限β夹角值的数量,将小于等于复用门限β的夹角数量较小对应的超链路合并至较大数量对应的超链路,并将合并后的链路权值加1,否则重新降序排列所有超链路之间的夹角。例如图2所示的一站多机系统,地面控制站将超链路L2合并至L1,即S1G={U1G,U4G},此时超链路S1G的权值为1,S2G、S3G的权值为0;
步骤111,地面控制站重新降序排列所有超链路之间的夹角,若最大夹角对应的超链路发生变化,则地面控制站直接执行步骤108,否则将次大夹角(即Ang(M-1))作为最大夹角,执行步骤108,直至无人机一站多机系统中没有可以合并的超链路;例如图2所示的一站多机系统,地面控制站重新降序排列超链路之间的夹角为[Ang3=θ1+θ2,Ang2=θ2,Ang1=θ1],然后将超链路S3G合并至超链路S2G,即S2G={U2G,U3G},此时超链路S1G的权值为1,超链路S2G的权值为1;
步骤112,:地面控制站令当前系统中剩余的超链路S1G数量为L,可用频道资源数量为N,将系统频道资源均分为⌊N/L⌋份,每一份频道资源分配至一条超链路,超链路中包含的所有空地数据链路使用相同的频道资源。
步骤113,地面控制站在空地数据链路频道资源分配过程中,若空地数据链路存在多条权值最大的超链路,则分配至任意一条超链路S1G,然后利用天线的全向模式或专用控制信道重新执行频道分配算法,周期收集无人机节点的数量K以及各无人机的位置信息,结合地面控制站自身的位置信息计算所有空地数据链路两两之间的夹角,并进行超链路合并;一站多机系统仅剩两条超链路时,地面控制站将所有频道资源均分至两条超链路。然后重新执行步骤101,在下一个无人机信息收集周期重新执行该算法;例如图2所示的一站多机系统,经过步骤101~112后,一站多机系统仅剩两条超链路,地面控制站将所有频道资源均分至两条超链路,并将剩余的频道资源分至超链路S1G,最终,空地数据链路U1G、U4G占用的频道资源为{f1,f2,f3},空地数据链路U2G、U3G占用的频道资源为{f4,f5}。
以上结合附图对本发明进行了详细描述,但需要指出的是,上述实例所描述的是仅为本发明的优选实例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法,具有如下技术特征:在无人机一站多机系统中,地面控制站作为系统控制中心,设立复用门限与冲突门限作为空地数据链路频道资源分配过程中的夹角判断门限;地面控制站首先通过天线的全向模式或专用控制信道获得无人机平台位置信息,统计无人机一站多机系统中的空地数据链路数量,结合地面控制站自身位置信息计算所有空地数据链路两两之间的夹角,并对所有夹角值进行降序排列;然后,从最大夹角对应的空地数据链路开始,依次考察链路间夹角与复用门限之间的关系,若链路夹角值超出该门限,则将对应的空地数据链路进行虚拟合并,形成一条超链路,并将超链路中包含的空地数据链路数量作为该超链路的权值;地面控制站迭代进行上述超链路合并过程,直至没有可进一步合并的超链路;超链路合并过程结束后,地面控制站以加权后的超链路作为频道分配对象,按照超链路权值由大到小的顺序,采用循环分配方式将系统频道资源分配至各条超链路,频道资源在各超链路之间近似平均分配,每条超链路内对应的空地数据链路使用该条超链路所分配的频道资源。
2.如权利要求1所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法,分配过程结束后,地面控制站将频道分配结果通过上行地空链路发送至无人机平台。
3.如权利要求1所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法,其特征在于:地面控制站将频道资源冲突门限设置为α,频道资源复用门限设置为β,定向天线的波束宽度设置为γ,并且冲突门限α、复用门限β和定向天线波束宽度γ三者之间的关系为:γ<α<β。
4.如权利要求1所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法,其特征在于:地面控制站利用天线的全向模式或专用控制信道,周期收集无人机节点的数量K以及各无人机的位置信息,结合地面控制站自身的位置信息计算所有空地数据链路两两之间的夹角,并将夹角值降序排列为[AngM,Ang(M-1),…,Angi,…Ang1],其中M为所有空地数据链路两两之间的夹角总数,该值取决于空地数据链路数量K,即:M=K*(K-1)/2。
5.如权利要求1所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法,其特征在于:地面控制站根据无人机数量及位置信息,判断是否需要执行空地数据链路频道资源分配算法,根据当前系统中无人机平台的位置及身份信息,并结合上一检测周期中无人机平台的数量和身份信息做出以下判断,当无人机平台总数量增加或减少,或者无人机平台总数量不变但至少一个无人机平台的身份信息发生变化,或者已经存在频道资源复用的空地数据链路之间的夹角小于频道资源冲突门限设置为α,或者不存在频道资源复用的空地数据链路之间的夹角大于频道资源复用门限设置为β,地面控制站重新计算空地数据链路频道分配方案。
6.如权利要求5所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法,其特征在于:若无人机一站多机系统中只存在一条空地数据链路,则地面控制站为该条空地数据链路分配频道资源f1~fN,待无人机信息收集时间到达时重新进入下一分配周期,否则地面控制站将无人机一站多机系统中所有空地数据链路视为超链路,且所有超链路权值置为0。
7.如权利要求6所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法,其特征在于:地面控制站分别考察超链路L1与L2中包含的所有空地数据链路与其他超链路之间小于等于β夹角值的数量,从最大夹角AngM对应的两条超链路L1与L2开始,考察L1与L2中包含的所有空地数据链路与其他超链路之间小于等于β夹角值的数量,将小于等于β的夹角数量较小对应的超链路合并至较大数量对应的超链路,并将合并后的链路权值加1,否则重新降序排列所有超链路之间的夹角。
8.如权利要求7所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法,其特征在于:重新降序排列所有超链路之间的夹角后,若最大夹角对应的超链路发生变化,则重新进行超链路之间的合并过程,否则将次大夹角作为最大夹角,重新考察超链路之间能否进行合并,直至无人机一站多机系统中没有可以合并的超链路。
9.如权利要求1所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法,其特征在于:地面控制站令当前系统中剩余的超链路数量为L,系统频道资源数量为N,L个超链路按照权值由大到小的顺序将N个系统频道资源通过循环分配方式分配至各条超链路,当L无法被N整除时,权值较大的超链路将被分配较多频道资源,超链路中包含的所有空地数据链路使用相同的频道资源。
10.如权利要求1所述的无人机一站多机系统空地数据链路频道分配方法,其特征在于:地面控制站按照超链路权值由大到小的顺序,采用循环分配方式将系统频道资源分配至各条超链路,然后利用天线的全向模式或专用控制信道重新执行频道分配算法,周期收集无人机节点的数量K以及各无人机的位置信息,结合地面控制站自身的位置信息计算所有空地数据链路两两之间的夹角,并进行超链路合并。
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
CN101335970A (zh) * | 2007-06-26 | 2008-12-31 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种空分多址通信系统资源分配实现方法及装置 |
CN101345975A (zh) * | 2007-07-13 | 2009-01-14 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种空分多址资源调度的方法、装置及无线通信系统 |
CN105764061A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-07-13 | 电子科技大学 | 一种无线蜂窝网络中的d2d通信资源分配方法 |
CN107276665A (zh) * | 2016-04-07 | 2017-10-20 | 航迅信息技术有限公司 | 一种通信系统及方法 |
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---|---|---|---|---|
CN101335970A (zh) * | 2007-06-26 | 2008-12-31 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种空分多址通信系统资源分配实现方法及装置 |
CN101345975A (zh) * | 2007-07-13 | 2009-01-14 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种空分多址资源调度的方法、装置及无线通信系统 |
CN105764061A (zh) * | 2016-01-28 | 2016-07-13 | 电子科技大学 | 一种无线蜂窝网络中的d2d通信资源分配方法 |
CN107276665A (zh) * | 2016-04-07 | 2017-10-20 | 航迅信息技术有限公司 | 一种通信系统及方法 |
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Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Adaptive Beam-Frequency Allocation Algorithm with Position Uncertainty for Millimeter-Wave MIMO Systems;Rafail Ismayilov;《2018 IEEE 87th Vehicle Technology Conference》;20180726;全文 * |
基于Ricean因子的无人机自适应MIMO通信方案;陈瑞瑞等;《武汉大学学报(工学版)》;20170601(第03期);全文 * |
基于定向天线的无人机自组网路由协议研究;董航等;《电子测量技术》;20180923(第18期);全文 * |
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