CN114080014B - 一种基于功率控制的通信方法及装置、服务器和存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种基于功率控制的通信方法及装置、服务器和存储介质，方法包括：目标飞行设备向目标基站发送请求消息，并接收目标基站基于请求消息返回的信道状态信息；根据信道状态信息，确定目标基站所对应的至少一条链路的目标平均信道增益；根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定目标飞行设备的第一功率信息；第一功率信息为与目标基站连接的其他飞行设备在满足延迟阈值和中断概率阈值时，目标飞行设备所能达到的最大功率信息；控制目标飞行设备以第一功率信息，向目标基站发送数据。通过本发明实施例，实现了基于链路可靠性和每条传输链路的延迟消耗，为飞行设备分配最优的发射功率，有效地提高了网络吞吐量。

Description

一种基于功率控制的通信方法及装置、服务器和存储介质
技术领域
本发明涉及通信的技术领域，特别是涉及一种基于功率控制的通信方法及装置、服务器和存储介质。
背景技术
由多个飞行设备和地面基站组成的异构网络是构成空天地海一体化边界防御系统的重要组成部分，既可以作为空中监控系统对周围环境进行监测，也可以作为卫星、船舶和地面终端之间通信的中继网络来进行数据回传。
一飞行设备在发送数据时，会按照一定的发射功率来进行发送；过大的发射功率会影响到其他飞行设备的通信，而过小的发射功率又会影响到自身的通信。因此，如何为每架飞行设备分配合适的功率资源，是当前亟需解决的问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种基于功率控制的通信方法及装置、服务器和存储介质，包括：
一种基于功率控制的通信方法，方法包括：
目标飞行设备向目标基站发送请求消息，并接收目标基站基于请求消息返回的信道状态信息；
根据信道状态信息，确定目标基站所对应的每条链路的目标平均信道增益；
根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定目标飞行设备的第一功率信息；第一功率信息为与目标基站连接的其他飞行设备在满足延迟阈值和中断概率阈值时，目标飞行设备所能达到的最大功率信息；
控制目标飞行设备以第一功率信息，向目标基站发送数据。
可选地，根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定目标飞行设备的第一功率信息，包括：
根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定第二功率信息；第二功率信息为目标飞行设备的初始功率信息；
根据第二功率信息和预设更新步长，对预设的拉格朗日乘子进行更新；
根据更新后的拉格朗日乘子，确定第三功率信息；
当第三功率信息与上一次得到的功率信息相同时，将第三功率信息作为第一功率信息；
当第三功率信息与上一次得到的功率信息不同时，继续对更新后的拉格朗日乘子进行更新。
可选地，根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定第二功率信息，包括：
根据延迟阈值和目标平均信道增益，确定目标飞行设备的第四功率信息；
根据中断概率阈值和目标平均信道增益，确定目标飞行设备的第五功率信息；
将第四功率信息和第五功率信息中，数值大的功率信息作为第二功率信息。
可选地，当目标飞行设备是最后一个被目标基站解码的飞行设备，根据延迟阈值和目标平均信道增益，确定目标飞行设备的第四功率信息，包括：
获取网络带宽信息和环境噪声方差；
根据目标平均信道增益、网络带宽信息、环境噪声方差，以及延迟阈值，确定第四功率信息。
可选地，当目标飞行设备不是最后一个被目标基站解码的飞行设备，根据延迟阈值和目标平均信道增益，确定目标飞行设备的第四功率信息，包括：
确定在目标飞行设备之后解码的其他飞行设备；
获取网络带宽信息和环境噪声方差，以及其他飞行设备的第六功率信息；
根据目标平均信道增益、网络带宽信息、环境噪声方差，以及延迟阈值和第六功率信息，确定第四功率信息。
本发明实施例还提供了一种基于功率控制的通信装置，装置包括：
信息获取模块，用于目标飞行设备向目标基站发送请求消息，并接收目标基站基于请求消息返回的信道状态信息；
信道增益确定模块，用于根据信道状态信息，确定目标基站所对应的每条链路的目标平均信道增益；
功率确定模块，用于根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定目标飞行设备的第一功率信息；第一功率信息为与目标基站连接的其他飞行设备在满足延迟阈值和中断概率阈值时，目标飞行设备所能达到的最大功率信息；
控制模块，用于控制目标飞行设备以第一功率信息，向目标基站发送数据。
可选地，功率确定模块，用于根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定第二功率信息；第二功率信息为目标飞行设备的初始功率信息；根据第二功率信息和预设更新步长，对预设的拉格朗日乘子进行更新；根据更新后的拉格朗日乘子，确定第三功率信息；当第三功率信息与上一次得到的功率信息相同时，将第三功率信息作为第一功率信息；当第三功率信息与上一次得到的功率信息不同时，继续对更新后的拉格朗日乘子进行更新。
可选地，功率确定模块，用于根据延迟阈值和目标平均信道增益，确定目标飞行设备的第四功率信息；根据中断概率阈值和目标平均信道增益，确定目标飞行设备的第五功率信息；将第四功率信息和第五功率信息中，数值大的功率信息作为第二功率信息。
本发明实施例还提供了一种服务器，包括处理器、存储器及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上的基于功率控制的通信方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上的基于功率控制的通信方法。
本发明实施例具有以下优点：
本发明实施例中，目标飞行设备向目标基站发送请求消息，并接收目标基站基于请求消息返回的信道状态信息；根据信道状态信息，确定目标基站所对应的至少一条链路的目标平均信道增益；根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定目标飞行设备的第一功率信息；第一功率信息为与目标基站连接的其他飞行设备在满足延迟阈值和中断概率阈值时，目标飞行设备所能达到的最大功率信息；控制目标飞行设备以第一功率信息，向目标基站发送数据。通过本发明实施例，实现了基于链路可靠性和每条传输链路的延迟消耗，为飞行设备分配最优的发射功率，从而有效地提高了网络吞吐量。
另外，仅获取目标基站上链路的链路状态信息来确定发射功率，从而减少了确定发射功率过程中的计算复杂程度和计算所需要的时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对本发明的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一种基于功率控制的通信方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例的另一种基于功率控制的通信方法的步骤流程图；
图3是本发明实施例的一种基于功率控制的通信装置的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，示出了本发明实施例的一种基于功率控制的通信方法的步骤流程图，包括如下步骤：
步骤101、目标飞行设备向目标基站发送请求消息，并接收目标基站基于请求消息返回的信道状态信息；
其中，目标飞行设备可以指具备飞行能力和通信能力的无人机等设备，本发明实施例对此不作限制。目标基站可以指目标飞行设备当前已经接入的接入节点。
除了目标飞行设备以外，还可以有其他飞行设备接入了目标基站，每个飞行设备可以与目标基站建立一个链路；请求消息可以用于从目标基站中获取信道状态信息；信道状态信息可以包括与目标基站建立的所有链路的链路状态信息。
在实际应用中，为了确定目标飞行设备的发射功率，可以从目标基站中获取信道状态信息；具体的，为了减少确定过程中的计算复杂程度和计算所需要的时间，可以仅从目标基站中获取与目标飞行设备处于同一信道的飞行设备的链路状态信息，而不去获取整个网络中的所有的飞行设备的链路状态信息。
目标基站在接收到请求消息后，可以将其上所建立的链路的链路状态信息聚集在一起，生成信道状态信息，并将该信道状态信息返回给目标飞行设备。
步骤102、根据信道状态信息，确定目标基站所对应的每条链路的目标平均信道增益；
目标飞行设备在接收到目标基站返回的信道状态信息后，可以根据信道状态信息来确定目标平均信道增益；具体的，可以基于目标飞行设备与目标基站在初始时刻的瞬时信道增益，来确定在一定时间段内该链路的目标平均信道增益。
步骤103、根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定目标飞行设备的第一功率信息；第一功率信息为与目标基站连接的其他飞行设备在满足延迟阈值和中断概率阈值时，目标飞行设备所能达到的最大功率信息；
在实际应用中，可以预先设置一延迟阈值和一中断概率阈值；延迟阈值和中断概率阈值可以根据实际情况设定，本发明实施例对此不作限制。
为了保证每条链路的传输可靠性不能小于系统给定的阈值；以及为了保证数据在每条链路上传输时消耗的延迟不超过给定的延迟阈值，可以根据所得到的目标平均信道增益，以及预先设置的一延迟阈值和一中断概率阈值，来确定与目标基站连接的其他飞行设备在满足延迟阈值和中断概率阈值时，目标飞行设备所能达到的最大功率信息；并将该最大功率信息作为第一功率信息。
步骤104、控制目标飞行设备以第一功率信息，向目标基站发送数据。
然后，可以根据第一功率信息对目标飞行设备的发射功率进行调整；并控制目标飞行设备按照调整后的发射功率向目标基站发送数据。
本发明实施例中，目标飞行设备向目标基站发送请求消息，并接收目标基站基于请求消息返回的信道状态信息；根据信道状态信息，确定目标基站所对应的至少一条链路的目标平均信道增益；根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定目标飞行设备的第一功率信息；第一功率信息为与目标基站连接的其他飞行设备在满足延迟阈值和中断概率阈值时，目标飞行设备所能达到的最大功率信息；控制目标飞行设备以第一功率信息，向目标基站发送数据。通过本发明实施例，实现了基于链路可靠性和每条传输链路的延迟消耗，为飞行设备分配最优的发射功率，从而有效地提高了网络吞吐量。
另外，仅获取目标基站上链路的链路状态信息来确定发射功率，从而减少了确定发射功率过程中的计算复杂程度和计算所需要的时间。
参照图2，示出了本发明实施例的另一种基于功率控制的通信方法的步骤流程图，包括如下步骤：
步骤201、目标飞行设备向目标基站发送请求消息，并接收目标基站基于请求消息返回的信道状态信息；
在实际应用中，为了确定目标飞行设备的发射功率，可以从目标基站中获取信道状态信息；具体的，为了减少确定过程中的计算复杂程度和计算所需要的时间，可以仅从目标基站中获取与目标飞行设备处于同一信道的飞行设备的链路状态信息，而不去获取整个网络中的所有的飞行设备的链路状态信息。
目标基站在接收到请求消息后，可以将其上所建立的链路的链路状态信息聚集在一起，生成信道状态信息，并将该信道状态信息返回给目标飞行设备。
步骤202、根据信道状态信息，确定目标基站所对应的每条链路的目标平均信道增益；
目标飞行设备在接收到目标基站返回的信道状态信息后，可以根据信道状态信息来确定目标平均信道增益；具体的，可以基于目标飞行设备与目标基站在初始时刻的瞬时信道增益，来确定在一定时间段内目标飞行设备与目标基站之间的链路的目标平均信道增益。
相应的，还可以基于信道状态信息中与其他联络相关的在初始时刻的瞬时信道增益，来确定在一定时间段内，其他接入目标基站的其他飞行设备，与目标基站之间的链路的平均信道增益。
步骤203、根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定第二功率信息；第二功率信息为目标飞行设备的初始功率信息；
在确定目标平均信道增益后，可以先基于目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定目标飞行设备的初始功率信息；为了便于区分，将该初始功率信息作为第二功率信息。
在本发明一实施例中，可以通过如下子步骤确定第二功率信息：
子步骤11、根据延迟阈值和目标平均信道增益，确定目标飞行设备的第四功率信息；
首先，可以先根据延迟阈值和目标平均信道增益，确定目标飞行设备的第四功率信息；第四功率信息可以指在延迟阈值约束下，目标飞行设备的初始功率信息。
作为一示例，当目标飞行设备是最后一个被目标基站解码的飞行设备，可以通过如下步骤确定第四功率信息：
获取网络带宽信息和环境噪声方差；根据目标平均信道增益、网络带宽信息、环境噪声方差，以及延迟阈值，确定第四功率信息。
在实际应用中，当目标飞行设备是最后一个被目标基站解码的飞行设备时，目标飞行设备与目标基站之间的链路是不受除环境噪声外的其它信号的干扰的；此时，可以先获取网络带宽信息和环境噪声方差；网络带宽信息和环境噪声方差可以是预先存储在目标飞行设备中的，当需要获取时，可以直接从目标飞行设备的存储区域中获取。
然后，目标飞行设备可以基于目标平均信道增益、网络带宽信息、环境噪声方差，以及延迟阈值，确定第四功率信息。
作为另一示例，当目标飞行设备不是最后一个被目标基站解码的飞行设备，可以通过如下步骤确定第四功率信息：
确定在目标飞行设备之后解码的其他飞行设备；获取网络带宽信息和环境噪声方差，以及其他飞行设备的第六功率信息；根据目标平均信道增益、网络带宽信息、环境噪声方差，以及延迟阈值和第六功率信息，确定第四功率信息。
在实际应用中，当目标飞行设备不是最后一个被目标基站解码的飞行设备时，目标飞行设备与目标基站之间的链路可能会受到环境噪声和其它信号的干扰；其他信号可以指解码顺序在目标飞行设备之后的飞行设备与目标基站之间通信所产生的信号。
如果确定目标飞行设备不是最后一个被目标基站解码的飞行设备的话，可以先确定在目标飞行设备之后解码的其他飞行设备。
同时，可以获取网络带宽信息和环境噪声方差，以及其他飞行设备的第六功率信息；网络带宽信息和环境噪声方差可以是预先存储在目标飞行设备中的，当需要获取时，可以直接从目标飞行设备的存储区域中获取。
其他飞行设备的第六功率信息可以是其他飞行设备历史通信过程中，与目标基站之间进行通信后所生成的，第六功率信息可以跟随历史数据从目标基站发送给目标飞行设备，本发明实施例对此不作限制。
然后，可以基于目标平均信道增益、网络带宽信息、环境噪声方差，以及延迟阈值和第六功率信息，确定第四功率信息。
子步骤12、根据中断概率阈值和目标平均信道增益，确定目标飞行设备的第五功率信息；
然后，可以先根据中断概率阈值和目标平均信道增益，确定目标飞行设备的第五功率信息；第五功率信息可以指在中断概率阈值约束下，目标飞行设备的初始功率信息。
子步骤13、将第四功率信息和第五功率信息中，数值大的功率信息作为第二功率信息。
在确定第四功率信息和第五功率信息后，可以比较第四功率信息的数值与第五功率信息的数值的大小，并将数值大的功率信息作为第二功率信息。
步骤204、根据第二功率信息和预设更新步长，对预设的拉格朗日乘子进行更新；
然后，可以基于第二功率信息和预先设置的更新步长，对预先设置的拉格朗日乘子进行更新；具体的，可以先获取拉格朗日乘子的初始值，然后基于第二功率信息和预先设置的更新步长对初始值进行更新。
步骤205、根据更新后的拉格朗日乘子，确定第三功率信息；
在得到更新后的拉格朗日乘子后，可以基于更行后的拉格朗日乘子，得到当前的功率信息；并将该功率信息作为第三功率信息。
步骤206、当第三功率信息与上一次得到的功率信息相同时，将第三功率信息作为第一功率信息；
在得到第三功率信息后，可以比较第三功率信息与上一次得到的功率信息的数值；如果上一次得到的功率信息的数值与第三功率信息的数值时相同的，可以表示计算发射功率的算法收敛了；此时，可以将第三功率信息作为第一功率信息，并继续执行后续的步骤208。
步骤207、当第三功率信息与上一次得到的功率信息不同时，继续对更新后的拉格朗日乘子进行更新；
如果第三功率信息与上一次得到的功率信息的数值不同，则表示计算发射功率的算法还未收敛；此时，可以继续对更新后的拉格朗日乘子进行更新，以及基于更新的后更新后的拉格朗日乘子得到下一个功率信息，并继续比较连续两次得到的功率信息的数值的大小，直至得到连续两个数值相同的功率信息才结束更新过程。
当得到连续两个数值相同的功率信息时，可以将两个中的任一个功率信息作为第一功率信息。
步骤208、控制目标飞行设备以第一功率信息，向目标基站发送数据。
然后，可以根据第一功率信息对目标飞行设备的发射功率进行调整；并控制目标飞行设备按照调整后的发射功率向目标基站发送数据。
以下为一确定第一功率信息的示例：
如果目标飞行设备（后续称为UAVi）发射的信号能够被目标基站（后续称为GB）正确接收到，那么UAVi与GB之间存在数据传输链路。V表示包含所有与GB存在链路的UAV的集合，E为所有UAV与GB之间所有链路的集合。
数据包在UAVi和GB之间链路上消耗的延迟表示为ti，数据包所消耗的延迟不能超过延迟阈值，假设每个数据包具有相同的延迟阈值。
①、平均信道容量：为了评估动态性对信道的影响，利用预测模型得到△t时间每架UAVi与基站之间链路的平均信道增益。假设UAVi与基站之间t0时刻的瞬时信道增益表示为gi（t），当传输UAV为i，接收者为GB时，[t0，t]间隔内，UAVi与基站之间链路上的平均信道增益表示为
Figure 723171DEST_PATH_IMAGE001
，
Figure 46836DEST_PATH_IMAGE002
；（2.1）
在NOMA信道中最后一个被解码的节点不受除环境噪声外的其它信号的干扰，假设UAVi是最后一个被解码的终端节点，由此可以得到[t0，t]间隔内的UAVi的数据传输速率：
Figure 92153DEST_PATH_IMAGE003
；（2.2）
其中，B表示网络带宽信息，其值为常数，
Figure 752941DEST_PATH_IMAGE004
为环境噪声方差。
Mi为同一信道中在UAVi之后解码的UAV集合，当UAVi的信号不是最后被解码时，UAVi的数据传输速率表示为：
Figure 724571DEST_PATH_IMAGE005
；（2.3）
为了方便后续计算，本发明实施例用Ii统一表示式（2.2）和（2.3）中的
Figure 812612DEST_PATH_IMAGE006
和
Figure 486170DEST_PATH_IMAGE007
。
②、中断概率模型：
链路的信道增益gi在non-line of sight环境下服从指数分布，其概率密度函数为
Figure 950650DEST_PATH_IMAGE008
，同时
Figure 885108DEST_PATH_IMAGE009
。大规模路径损失表示为
Figure 534264DEST_PATH_IMAGE010
，其中α＞2为衰减系数。UAVi发送的数据能够被GB正确解码的概率表示为：
Figure 554172DEST_PATH_IMAGE011
；
根据gi的概率密度函数可以得到：
Figure 556763DEST_PATH_IMAGE012
；（2.4）
根据（2.2）可以得到链路可靠性qi=1-Pi。
为了提高网络性能，定义ε为每条链路上所允许的最大中断概率阈值，即Pi≤ε。
假设UAVi一次需要发送的数据包大小为Di，则所消耗的延迟时间ti=Di/ri。
功率资源分配问题的形式化表示为Q：
Figure 486673DEST_PATH_IMAGE013
（2.5）
Figure 182097DEST_PATH_IMAGE014
（2.6）
Figure 689302DEST_PATH_IMAGE015
（2.7）
Figure 230004DEST_PATH_IMAGE016
（2.8）
优化目标（2.5）主要目的是最大化每条链路上的数据量，从而提高网络吞吐量。约束（2.6）要求每条链路的传输可靠性不能小于系统给定的阈值。（2.7）为延迟约束条件，每条数据流在链路上消耗的总延迟不得超过系统给定的延迟阈值。由于不同UAV信号间存在耦合关系，根据已有结果可知问题Q为NP-Hard。
联合考虑UAVi的数据包大小和当前的传输速率，延迟约束条件（2.7）可以重新定义为
Figure 33662DEST_PATH_IMAGE017
。
根据干扰消除解码的顺序，最后解码的信号不受任何干扰，其信噪比为
Figure 634408DEST_PATH_IMAGE018
，速率是一个凸函数。
相反，如果UAVi的信号被干扰，则它不是最后被解码的，其信噪比为
Figure 628908DEST_PATH_IMAGE019
；因此，式（2.3）是一个非凸函数。
由于约束条件（2.6）和（2.7）的复杂性，使求解优化Q的最优值比较困难。为了简化求解优化Q的最优值的过程，本发明实施例可以对原非凸目标函数进行变换，得到近似函数：
Figure 114248DEST_PATH_IMAGE020
；（2.9）
用式（2.9）代替（2.5）中的变量ri，优化问题Q重新定义为标准的凸优化形式Q1：
Figure 877804DEST_PATH_IMAGE021
（2.10）
Figure 915030DEST_PATH_IMAGE022
（2.11）
Figure 255882DEST_PATH_IMAGE023
（2.12）
Figure 669546DEST_PATH_IMAGE024
（2.13）
由于目标函数(2.10)为凸函数，虽然约束条件(2.11)为凸约束，指数形式的存在增加了求解复杂度，通过对不等式进行对数形式ln的转换可以得到线性关系：
Figure 287609DEST_PATH_IMAGE025
（2.14）
（2.12）-（2.13）为线性关系，因此优化问题Q1为凸问题可以利用传统的凸优化技术得到问题的最优解。为约束（2.11）-（2.13）引入拉格朗日乘子λi、ηi和μi，可以得到优化问题Q1的对偶形式：
Figure 371102DEST_PATH_IMAGE026
（2.15）
利用(2.14)求解
Figure 340195DEST_PATH_IMAGE027
在功率pi处的偏导，具体形式如下：
Figure 26392DEST_PATH_IMAGE028
（2.16）
通过对式(2.15)进行组合可以得到：
Figure 390639DEST_PATH_IMAGE029
；
令
Figure 35247DEST_PATH_IMAGE030
可以得到当前时刻分配给UAVi的最优功率。为了得到最终的功率值，利用梯度下降法优化拉格朗日乘子λi、ηi和μi，更新过程如下：
Figure 226057DEST_PATH_IMAGE031
（2.17）
Figure 591311DEST_PATH_IMAGE032
（2.18）
Figure 183966DEST_PATH_IMAGE033
（2.19）
其中，ζ为更新步长，
Figure 733896DEST_PATH_IMAGE034
、
Figure 536636DEST_PATH_IMAGE035
和
Figure 95793DEST_PATH_IMAGE036
分别为对偶函数在λi、ηi和μi处的偏微分形式：
Figure 542955DEST_PATH_IMAGE037
；
Figure 873573DEST_PATH_IMAGE038
；
Figure 304555DEST_PATH_IMAGE039
；
为了使问题最终的解能够满足不同的约束条件，令约束（2.6）和（2.7）等号成立分别得到功率值
Figure 136244DEST_PATH_IMAGE040
和
Figure 326661DEST_PATH_IMAGE041
，则UAVi的初始化功率可以表示为
Figure 218393DEST_PATH_IMAGE042
。
根据初始化功率
Figure 871092DEST_PATH_IMAGE043
和初始值λi（0）、ηi（0）和μi（0），并利用（2.17）-（2.19）更新拉格朗日乘子λi、ηi和μi直到算法收敛。
其中，可以利用更新的乘子和
Figure 381839DEST_PATH_IMAGE044
表达式计算当前UAV的功率；直到发射功率不在变化，则结束更新过程；此时，可以得到第一功率信息，得到第一功率信息后，控制目标飞行设备以到第一功率信息把数据传递给目标基站。
在本发明实施例中，目标飞行设备向目标基站发送请求消息，并接收目标基站基于请求消息返回的信道状态信息；根据信道状态信息，确定目标基站所对应的每条链路的目标平均信道增益；根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定第二功率信息；第二功率信息为目标飞行设备的初始功率信息；根据第二功率信息和预设更新步长，对预设的拉格朗日乘子进行更新；根据更新后的拉格朗日乘子，确定第三功率信息；当第三功率信息与上一次得到的功率信息相同时，将第三功率信息作为第一功率信息；当第三功率信息与上一次得到的功率信息不同时，继续对更新后的拉格朗日乘子进行更新；控制目标飞行设备以第一功率信息，向目标基站发送数据。通过本发明实施例，实现了基于链路可靠性和每条传输链路的延迟消耗，为飞行设备分配最优的发射功率，从而有效地提高了网络吞吐量。
需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。
参照图3，示出了本发明实施例的一种基于功率控制的通信装置的结构示意图，包括如下模块：
信息获取模块301，用于目标飞行设备向目标基站发送请求消息，并接收目标基站基于请求消息返回的信道状态信息；
信道增益确定模块302，用于根据信道状态信息，确定目标基站所对应的每条链路的目标平均信道增益；
功率确定模块303，用于根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定目标飞行设备的第一功率信息；第一功率信息为与目标基站连接的其他飞行设备在满足延迟阈值和中断概率阈值时，目标飞行设备所能达到的最大功率信息；
控制模块304，用于控制目标飞行设备以第一功率信息，向目标基站发送数据。
在本发明的一实施例中，功率确定模块303，用于根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定第二功率信息；第二功率信息为目标飞行设备的初始功率信息；根据第二功率信息和预设更新步长，对预设的拉格朗日乘子进行更新；根据更新后的拉格朗日乘子，确定第三功率信息；当第三功率信息与上一次得到的功率信息相同时，将第三功率信息作为第一功率信息；当第三功率信息与上一次得到的功率信息不同时，继续对更新后的拉格朗日乘子进行更新。
在本发明的一实施例中，功率确定模块303，用于根据延迟阈值和目标平均信道增益，确定目标飞行设备的第四功率信息；根据中断概率阈值和目标平均信道增益，确定目标飞行设备的第五功率信息；将第四功率信息和第五功率信息中，数值大的功率信息作为第二功率信息。
在本发明的一实施例中，当目标飞行设备是最后一个被目标基站解码的飞行设备，功率确定模块303，包括：
第一确定子模块，用于获取网络带宽信息和环境噪声方差；根据目标平均信道增益、网络带宽信息、环境噪声方差，以及延迟阈值，确定第四功率信息。
在本发明的一实施例中，当目标飞行设备不是最后一个被目标基站解码的飞行设备，功率确定模块303，包括：
第二确定子模块，用于确定在目标飞行设备之后解码的其他飞行设备；获取网络带宽信息和环境噪声方差，以及其他飞行设备的第六功率信息；根据目标平均信道增益、网络带宽信息、环境噪声方差，以及延迟阈值和第六功率信息，确定第四功率信息。
本发明实施例中，目标飞行设备向目标基站发送请求消息，并接收目标基站基于请求消息返回的信道状态信息；根据信道状态信息，确定目标基站所对应的至少一条链路的目标平均信道增益；根据目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定目标飞行设备的第一功率信息；第一功率信息为与目标基站连接的其他飞行设备在满足延迟阈值和中断概率阈值时，目标飞行设备所能达到的最大功率信息；控制目标飞行设备以第一功率信息，向目标基站发送数据。通过本发明实施例，实现了基于链路可靠性和每条传输链路的延迟消耗，为飞行设备分配最优的发射功率，从而有效地提高了网络吞吐量。
另外，仅获取目标基站上链路的链路状态信息来确定发射功率，从而减少了确定发射功率过程中的计算复杂程度和计算所需要的时间。
本发明实施例还提供了一种服务器，包括处理器、存储器及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上的基于功率控制的通信方法。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上的基于功率控制的通信方法。
对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域内的技术人员应明白，本发明实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
以上对所提供的一种基于功率控制的通信方法及装置、服务器和存储介质，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于功率控制的通信方法，其特征在于，所述方法包括：
目标飞行设备向目标基站发送请求消息，并接收所述目标基站基于所述请求消息返回的信道状态信息，所述信道状态信息为与所述目标飞行设备处于同一信道的飞行设备的链路状态信息聚集而成；
根据所述信道状态信息，确定所述目标基站所对应的每条链路的目标平均信道增益；
根据所述目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定所述目标飞行设备的第一功率信息；所述第一功率信息为与所述目标基站连接的其他飞行设备在满足所述延迟阈值和中断概率阈值时，所述目标飞行设备所能达到的最大功率信息；
控制所述目标飞行设备以所述第一功率信息，向所述目标基站发送数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定所述目标飞行设备的第一功率信息，包括：
根据所述目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定第二功率信息；所述第二功率信息为所述目标飞行设备的初始功率信息；
根据所述第二功率信息和预设更新步长，对预设的拉格朗日乘子进行更新；
根据更新后的拉格朗日乘子，确定第三功率信息；
当所述第三功率信息与上一次得到的功率信息相同时，将所述第三功率信息作为所述第一功率信息；
当所述第三功率信息与上一次得到的功率信息不同时，继续对更新后的拉格朗日乘子进行更新。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定第二功率信息，包括：
根据所述延迟阈值和所述目标平均信道增益，确定所述目标飞行设备的第四功率信息；
根据所述中断概率阈值和所述目标平均信道增益，确定所述目标飞行设备的第五功率信息；
将所述第四功率信息和第五功率信息中，数值大的功率信息作为所述第二功率信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述目标飞行设备是最后一个被目标基站解码的飞行设备，所述根据所述延迟阈值和所述目标平均信道增益，确定所述目标飞行设备的第四功率信息，包括：
获取网络带宽信息和环境噪声方差；
根据所述目标平均信道增益、所述网络带宽信息、所述环境噪声方差，以及延迟阈值，确定所述第四功率信息。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述目标飞行设备不是最后一个被目标基站解码的飞行设备，所述根据所述延迟阈值和所述目标平均信道增益，确定所述目标飞行设备的第四功率信息，包括：
确定在所述目标飞行设备之后解码的其他飞行设备；
获取网络带宽信息和环境噪声方差，以及所述其他飞行设备的第六功率信息；
根据所述目标平均信道增益、所述网络带宽信息、所述环境噪声方差，以及所述延迟阈值和所述第六功率信息，确定所述第四功率信息。
6.一种基于功率控制的通信装置，其特征在于，所述装置包括：
信息获取模块，用于目标飞行设备向目标基站发送请求消息，并接收所述目标基站基于所述请求消息返回的信道状态信息，所述信道状态信息为与所述目标飞行设备处于同一信道的飞行设备的链路状态信息聚集而成；
信道增益确定模块，用于根据所述信道状态信息，确定所述目标基站所对应的每条链路的目标平均信道增益；
功率确定模块，用于根据所述目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定所述目标飞行设备的第一功率信息；所述第一功率信息为与所述目标基站连接的其他飞行设备在满足所述延迟阈值和中断概率阈值时，所述目标飞行设备所能达到的最大功率信息；
控制模块，用于控制所述目标飞行设备以所述第一功率信息，向所述目标基站发送数据。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述功率确定模块，用于根据所述目标平均信道增益，以及预设的延迟阈值和中断概率阈值，确定第二功率信息；所述第二功率信息为所述目标飞行设备的初始功率信息；根据所述第二功率信息和预设更新步长，对预设的拉格朗日乘子进行更新；根据更新后的拉格朗日乘子，确定第三功率信息；当所述第三功率信息与上一次得到的功率信息相同时，将所述第三功率信息作为所述第一功率信息；当所述第三功率信息与上一次得到的功率信息不同时，继续对更新后的拉格朗日乘子进行更新。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述功率确定模块，用于根据所述延迟阈值和所述目标平均信道增益，确定所述目标飞行设备的第四功率信息；根据所述中断概率阈值和所述目标平均信道增益，确定所述目标飞行设备的第五功率信息；将所述第四功率信息和第五功率信息中，数值大的功率信息作为所述第二功率信息。
9.一种服务器，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的基于功率控制的通信方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的基于功率控制的通信方法。
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