CN115914045B - 一种无人机中继系统吞吐量优化方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无人机中继系统吞吐量优化方法及系统，涉及吞吐量优化技术领域，方法包括：对预设区域进行通信基站布设，得到预设固定基站，采集预设区域的预设环境数据获得预设飞行高度，将无人机作为移动基站并基于预设飞行高度进行第一移动，再与预设固定基站得到总吞吐量作为吞吐量寻优评价参数，组建训练数据集构建得到智能寻优模型，将第一移动输入模型，基于结合吞吐量寻优评价参数的输出信息对移动基站的第一移动进行优化控制，解决现有技术中无人机辅助通信中无法优化资源分配、用户决策以及无人机飞行轨迹不能最大化用户总吞吐量的技术问题，实现通过无人机移动基站提高预设区域总吞吐量，达到最大化系统吞吐量、提高用户服务质量。

Description

一种无人机中继系统吞吐量优化方法及系统

技术领域

本发明涉及吞吐量优化技术领域，具体涉及一种无人机中继系统吞吐量优化方法及系统。

背景技术

随着科学技术的发展，特别是关于无人机辅助通信的发展，现有研究集中于通过优化资源分配、用户决策以及无人机的飞行轨迹最大化用户的服务质量，吞吐量作为用户服务质量的一项重要指标，成为研究热点，但是现有的研究中鲜有考虑无人机作为移动基站与地面基站之间存在的干扰，同时在无人机中继系统中，单架无人机通常只适合于通信链路距离适中或应用场景比较理想的情况。若地面端节点之间相距太远或者无人机的工作环境较为恶劣，此时单架无人机无法提供可靠的中继通信服务。例如，在高楼密集的城市或者有高山的地区，过远距离的无线通信链路极易被地面障碍物阻挡，使得缺乏更多的自由度来解决通信链路被阻挡的问题，从而导致无法达到端到端平均吞吐量最大化。

现有技术服务存在未对无人机移动基站进行优化研究，导致无人机移动基站吞吐量无法实现最优，进而导致区域边缘用户存在获取服务不公平的技术问题，最终影响区域整体吞吐量。

发明内容

本申请提供了一种无人机中继系统吞吐量优化方法及系统，用于针对解决现有技术中存在的无人机辅助通信中无法优化资源分配、用户决策以及无人机飞行轨迹不能最大化用户的总吞吐量的技术问题。

鉴于上述问题，本申请提供了一种无人机中继系统吞吐量优化方法及系统。

第一方面，本申请提供了一种无人机中继系统吞吐量优化方法，所述方法包括：获得预设区域，并对所述预设区域进行通信基站布设，得到预设固定基站；采集得到所述预设区域的预设环境数据，并根据所述预设环境数据获得预设飞行高度；将所述无人机作为移动基站，所述移动基站基于所述预设飞行高度进行第一移动，其中，所述第一移动包括第一通信调度、第一功率分配、第一移动轨迹；基于所述第一移动与所述预设固定基站得到总吞吐量，并将所述总吞吐量作为吞吐量寻优评价参数；组建训练数据集，并通过所述训练数据集构建得到智能寻优模型；将所述第一通信调度、所述第一功率分配、所述第一移动轨迹作为所述智能寻优模型的输入信息，并结合所述吞吐量寻优评价参数得到输出信息，其中，所述输出信息包括最优移动方案；基于所述最优移动方案对所述移动基站的所述第一移动进行优化控制。

第二方面，本申请提供了一种无人机中继系统吞吐量优化系统，所述系统包括：预设固定基站获得模块，所述预设固定基站获得模块用于获得预设区域，并对所述预设区域进行通信基站布设，得到预设固定基站；预设飞行高度获得模块，所述预设飞行高度获得模块用于采集得到所述预设区域的预设环境数据，并根据所述预设环境数据获得预设飞行高度；第一移动模块，所述第一移动模块用于将所述无人机作为移动基站，所述移动基站基于所述预设飞行高度进行第一移动，其中，所述第一移动包括第一通信调度、第一功率分配、第一移动轨迹；吞吐量寻优评价参数模块，所述吞吐量寻优评价参数模块用于基于所述第一移动与所述预设固定基站得到总吞吐量，并将所述总吞吐量作为吞吐量寻优评价参数；智能寻优模型模块，所述智能寻优模型模块用于组建训练数据集，并通过所述训练数据集构建得到智能寻优模型；输出信息模块，所述输出信息模块用于将所述第一通信调度、所述第一功率分配、所述第一移动轨迹作为所述智能寻优模型的输入信息，并结合所述吞吐量寻优评价参数得到输出信息，其中，所述输出信息包括最优移动方案；优化控制模块，所述优化控制模块用于基于所述最优移动方案对所述移动基站的所述第一移动进行优化控制。

本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请提供的一种无人机中继系统吞吐量优化方法，涉及吞吐量优化技术领域，解决了现有技术中无人机辅助通信中无法优化资源分配、用户决策以及无人机飞行轨迹不能最大化用户的总吞吐量的技术问题，实现了对移动基站对应服务用户的吞吐量的提升目标，进一步通过无人机移动基站提高预设区域的总吞吐量，达到了最大化系统吞吐量、提高用户服务质量的技术效果。

附图说明

图1为本申请提供了一种无人机中继系统吞吐量优化方法流程示意图；

图2为本申请提供了一种无人机中继系统吞吐量优化方法中总吞吐量流程示意图；

图3为本申请提供了一种无人机中继系统吞吐量优化方法中训练数据集获得流程示意图；

图4为本申请提供了一种无人机中继系统吞吐量优化方法中输出信息获得流程示意图；

图5为本申请提供了一种无人机中继系统吞吐量优化系统结构示意图。

附图标记说明：预设固定基站获得模块1，预设飞行高度获得模块2，第一移动模块3，吞吐量寻优评价参数模块4，智能寻优模型模块5，输出信息模块6，优化控制模块7。

具体实施方式

本申请通过提供一种无人机中继系统吞吐量优化方法，用于解决现有技术中无人机辅助通信中无法优化资源分配、用户决策以及无人机飞行轨迹不能最大化用户的总吞吐量的技术问题。

实施例一

如图1所示，本申请实施例提供了一种无人机中继系统吞吐量优化方法，该方法应用于一吞吐量优化系统，所述吞吐量优化系统与一无人机通信连接，该方法包括：

步骤S100：获得预设区域，并对所述预设区域进行通信基站布设，得到预设固定基站；

具体而言，本申请实施例提供的一种无人机中继系统吞吐量优化方法应用于一吞吐量优化系统，该一吞吐量优化系统与一无人机通信连接，该一无人机用于进行吞吐量的参数采集。

确定无人机飞行范围，并同时根据所确定范围划分确定地面区域，在所确定的地面区域的基础上对通信基站进行布设，其中通信基站是指在有限的无线电覆盖区中，通过移动通信交换中心，与无人机终端之间进行信息传递的无线电收发信电台，并在布设通信基站时，需要远离大功率电磁干扰或强脉冲干扰(雷达站广播电台、电视台等)，并与高压线的水平距离必须大于20米，同时还必须远离存储易燃易爆的仓库、企业和加油站，距离>20米40与高速公路国道线的隔离距离大于50米，也要考虑站址及周围的防洪、竭方、滑坡、断层、开山等因素，避开在沼泽、湖、塘和河沟等洼地，以避免造成巨额配套投资，避免选择在开阔水面和十字街口转角的建筑上；市区相邻基站的位置应避免形成正四边形，以避免形成“乒乓效应"等，进一步的将完成布设的通信基站作为预设固定基站，为后期实现优化控制做为重要参考依据。

步骤S200：采集得到所述预设区域的预设环境数据，并根据所述预设环境数据获得预设飞行高度；

具体而言，根据所划定的预设区域范围内，对预设区域的环境进行采集，从而得到预设区域所对应的预设环境数据，其中预设环境数据中包含能见度、湿度、结冰、天气、风速、障碍物位置以及障碍物高度等，其中障碍物可以是建筑物或山体等，进一步的根据所获预设环境数据，进而获得预设飞行高度，其中在预设区域中最高的障碍物高度为所获预设飞行高度，进而为实现优化控制做保障。

步骤S300：将所述无人机作为移动基站，所述移动基站基于所述预设飞行高度进行第一移动，其中，所述第一移动包括第一通信调度、第一功率分配、第一移动轨迹；

具体而言，在将无人机作为移动基站后，在所获预设飞行高度的基础上，该移动基站进行第一移动，其中移动基站所进行的第一移动包括第一通信调度、第一功率分配以及第一移动轨迹，其中第一通信调度是指通信业务(包括信息通信、数据传送)通过技术手段由无人机线路调整到用户线路，第一功率分配将直接影响各条链路的性能，第一的移动轨迹是按照人为指定(设定)的路线进行飞行，该第一移动所包含的上述第一通信调度、第一功率分配以及第一的移动轨迹均为影响区域边缘用户吞吐量的因素，通过获得无人机的第一移动，为后续实现优化控制夯实基础。

步骤S400：基于所述第一移动与所述预设固定基站得到总吞吐量，并将所述总吞吐量作为吞吐量寻优评价参数；

具体而言，在基于预设飞行高度时移动基站所进行的第一移动的基础上，将第一移动与上述所获预设固定基站得到总吞吐量，其中，将第一移动中所包含的第一通信调度、第一功率分配以及第一移动轨迹所整合出的区域边缘用户吞吐量，再通过预设固定基站获得地面基站信息，并对地面基站进行划分提取与之对应的用户信息，同时通过地面基站可获得用户信息所对应的吞吐量，将所得所有吞吐量进行汇总、整合，进一步获得总吞吐量，根据所获总吞吐量对实现优化控制有着推动的作用。

步骤S500：组建训练数据集，并通过所述训练数据集构建得到智能寻优模型；

具体而言，基于大数据获得多组移动数据集，其中多组移动数据包含通信调度数据、功率分配数据、移动轨迹数据等，进一步将多组移动数据进行整合，生成训练数据集，同时根据所获训练数据集构建智能寻优模型，其中智能寻优模型符合遗传算法规则，遗传算法的本质是在解空间中不断进行随机搜索，在搜索过程中不断地产生新的解，并保留更优解的算法，其实现难度较低，并且能够在短时间内获得较为满意的结果。遗传算法在使用时直接对结构对象进行操作，不存在求导和函数连续性的限定，并且具有内在的隐并行性和更好的全局寻优能力，采用概率化的寻优方法，不需要确定规则就能自动获取和指导优化的搜索空间，自适应地调整搜索方向，故作为该智能寻优模型中的搜索算法。

进一步的根据遗传算法对所获训练数据集进行计算，获得所获训练数据曲线，所获训练数据由多组移动数据集的取值阈值中随机获得，且所获训练数据曲线与所获训练数据一一对应。获得实际训练数据曲线，所获实际训练数据曲线为移动基站在实际训练中的效果记录数据，通过比较所获训练数据曲线与实际训练数据曲线，获得相似度最接近的预测值，与之对应的训练数据即为所述最优训练数据，并对后期实现优化控制有着深远的影响。

步骤S600：将所述第一通信调度、所述第一功率分配、所述第一移动轨迹作为所述智能寻优模型的输入信息，并结合所述吞吐量寻优评价参数得到输出信息，其中，所述输出信息包括最优移动方案；

具体而言，将基于预设飞行高度时移动基站所进行的第一移动中，所包含的第一通信调度、第一功率分配、第一移动轨迹作为输入信息，输入至智能寻优模型中，并进一步结合基于第一移动与预设固定基站所得的总吞吐量的吞吐量迅游评价参数，得到从智能寻优模型中输出的信息，其中该输出信息包含最优移动方案，以最优移动方案对最终的优化控制进行辅助。

步骤S700：基于所述最优移动方案对所述移动基站的所述第一移动进行优化控制。

具体而言，在将第一通信调度、第一功率分配以及第一移动轨迹作为输入信息输入所构建的智能寻优模型中，同时结合所获吞吐量寻优评价参数所得的输出信息中包含的最优移动方案的基础上，对所获移动基站的第一移动进行优化控制，其中预设固定基站的吞吐量是固定的，因此通过优化移动基站的吞吐量，进而优化整个预设区域的吞吐量，其中，移动基站的吞吐量受到第一移动的实际情况的影响，即受到第一通信调度、第一功率分配、第一移动轨迹的影响，进一步根据最优移动方案对所获移动基站的第一移动进行优化控制更好的实现最大化系统吞吐量、提高用户服务质量。

进一步的，本发明提供了一种无人机中继系统吞吐量优化方法及系统，涉及吞吐量优化技术领域，方法包括：对所获预设区域进行通信基站布设，得到预设固定基站，采集得到预设区域的预设环境数据获得预设飞行高度，将无人机作为移动基站，并基于预设飞行高度进行第一移动，第一移动与预设固定基站得到总吞吐量并作为吞吐量寻优评价参数，通过组建训练数据集构建得到智能寻优模型，将第一通信调度、第一功率分配、第一移动轨迹输入智能寻优模型，并结合吞吐量寻优评价参数得到输出信息，基于最优移动方案对移动基站的第一移动进行优化控制，解决了现有技术中无人机辅助通信中无法优化资源分配、用户决策以及无人机飞行轨迹不能最大化用户的总吞吐量的技术问题，实现了对移动基站对应服务用户的吞吐量的提升目标，进一步通过无人机移动基站提高预设区域的总吞吐量，达到了最大化系统吞吐量、提高用户服务质量的技术效果。

进一步而言，如图2所示，本申请步骤S400还包括：

步骤S410：基于所述预设固定基站依次得到第一地面基站、第二地面基站；

步骤S420：依次获得所述第一地面基站的第一区域用户、所述第二地面基站的第二区域用户；

步骤S430：通过所述第一地面基站得到所述第一区域用户的第一吞吐量，通过所述第二地面基站得到所述第二区域用户的第二吞吐量；

步骤S440：获得所述预设区域的区域用户，并从所述区域用户中剔除所述第一区域用户、所述第二区域用户，得到边缘区域用户；

步骤S450：基于所述第一移动得到所述边缘区域用户的第三吞吐量；

步骤S460：其中，所述第一区域用户与所述第一吞吐量、所述第二区域用户与所述第二吞吐量、所述边缘区域用户与所述第三吞吐量具备一一对应关系；

步骤S470：对所述第一吞吐量、所述第二吞吐量、所述第三吞吐量进行加和计算，得到所述总吞吐量。

具体而言，在所获预设区域范围内，对所设预设区域进行通信基站布设后得到的预设固定基站，并同时在所得的预设固定基站的基础上，对预设固定基站中的基站划分成近似于蜂窝状，其中第一地面基站是指预设固定基站中的任意一个基站，第二地面基站是指所述预设固定基站中，与第一地面基站不同的其他任意一个基站，并依次将在第一地面基站所覆盖的用户称为第一区域用户，将第二地面基站所覆盖的用户称为第二区域用户，进一步的通过上述第一地面基站的信息中得到第一区域用户的第一吞吐量，通过上述第二地面基站的信息中得到第二区域用户的第二吞吐量。

通过该预设区域获得其中的所有区域用户，并在所获区域用户的基础上，对上述所获第一区域用户与第二区域用户在区域用户内进行识别与提取，提取出第一区域用户与第二区域用户后，将二者在区域用户中进行重合剔除，剔除后的区域用户为边缘区域用户，同时基于移动基站的第一移动对上述所得边缘区域用户的吞吐量进行整合，进而得到第三吞吐量，其中上述第一区域用户与上述第一吞吐量、上述第二区域用户与上述第二吞吐量以及上述边缘区域用户与上述第三吞吐量具备一一对应的关系。

进一步的，再将上述所得第一吞吐量、第二吞吐量、第三吞吐量进行加和计算，即将上述所得第一吞吐量、第二吞吐量、第三吞吐量进行对应相加，相加后所得数据为总吞吐量，基于所得总吞吐量达到为后期实现优化控制提供重要依据的技术效果。

进一步而言，如图3所示，本申请步骤S500还包括：

步骤S510：基于大数据组建移动数据集，其中，所述移动数据集是指所述移动基站的多组移动数据；

步骤S520：其中，所述多组移动数据中的每组移动数据均包括通信调度数据、功率分配数据、移动轨迹数据；

步骤S530：依次获得所述多组移动数据中的每组移动数据下的总吞吐量数据，并基于所述总吞吐量数据得到总吞吐量标识；

步骤S540：将所述通信调度数据、所述功率分配数据、所述移动轨迹数据、所述总吞吐量标识进行组合，得到所述训练数据集。

具体而言，大数据将会匹配移动基站在移动过程中的各项移动数据，因此在大数据所包含的多组移动数据的基础上，组建移动数据集，其中该移动数据集是指上述移动基站所对应的多组移动数据，并且在上述肚子移动数据中的每组移动数据均包括通信调度数据、功率分配数据以及移动轨迹数据。

进一步的，依次对多组移动数据中的每组移动数据下的总吞吐量数据进行整合与提取，并同时在所获总吞吐量数据的基础上对总吞吐量数据进行标识，从而得到总吞吐量标识，最终将每组移动数据所包含的通信调度数据、功率分配数据、移动轨迹数据以及上述所获总吞吐量标识进行对应组合，整理后得到训练数据集，根据所获训练数据集来构建智能寻优模型，以保证在优化控制时的高效性。

进一步而言，如图4所示，本申请步骤S600还包括：

步骤S610：依次分析获得所述第一通信调度的第一范围、所述第一功率分配的第二范围、所述第一移动轨迹的第三范围；

步骤S620：基于所述第一范围、所述第二范围、所述第三范围，得到吞吐量寻优空间；

步骤S630：根据所述吞吐量寻优评价参数在所述吞吐量寻优空间中进行寻优，得到所述输出信息。

具体而言，将在预设飞行高度的基础上，对所获移动基站进行的第一移动所包含的第一通信调度、第一功率分配、第一移动轨迹进行分析，从而对范围进行确定，进而根据依次分析所获第一通信调度的第一范围、第一功率分配的第二范围、第一移动轨迹的第三范围，进一步在所获第一范围、所获第二范围以及所获第三范围的基础上，对所获第一范围、所获第二范围以及所获第三范围的每个范围中随机取一个值，然后将所获三个参数值组合，成为最终的一个参数值组合范围，其所获参数值组合范围为吞吐量寻优空间，从而将基于第一移动与预设固定基站所得的吞吐量寻优评价参数在上述所获吞吐量寻优空间中进行寻优，最终获得输出信息，其中所获输出信息中包含最优移动方案，达到对优化控制提供参考的技术效果。

进行整合进而得到吞吐量寻优空间，其中

进一步而言，本申请步骤S630包括：

步骤S631：基于所述吞吐量寻优空间获得第一移动方案，并计算得到所述第一移动方案的第一总吞吐量；

步骤S632：将所述第一移动方案作为预选最优移动方案，并基于第一预设邻域方案得到所述预选最优移动方案的第一邻域，其中，所述第一邻域包括多个邻域移动方案；

步骤S633：依次计算得到所述多个邻域移动方案的多个邻域总吞吐量；

步骤S634：对所述多个邻域总吞吐量进行分析筛选，得到第一邻域最优总吞吐量；

步骤S635：判断所述第一邻域最优总吞吐量是否大于所述第一总吞吐量；

步骤S636：若是，反向匹配所述第一邻域最优总吞吐量的第一邻域方案，并以所述第一邻域方案替换所述预选最优移动方案；

步骤S637：迭代至预设迭代阈值，将彼时的所述预选最优移动方案作为所述最优移动方案；

步骤S638：将所述最优移动方案作为所述输出信息进行输出。

具体而言，在上述所获吞吐寻优空间的基础上随机获得第一移动方案，并对所获第一的移动方案的第一通信调度、所述第一功率分配、所述第一移动轨迹进行计算获得对应第一总吞吐量，首先将上述所得第一移动方案作为预选最优移动方案，并在第一预设邻域方案的基础上，得到其预选最优移动方案的第一邻域，其中第一预设邻域方案是根据假设以点a为中心点任何开区间称为点a的邻域，记作U(a)，点a的δ邻域：设δ是一个正数，则开区间(a-δ，a+δ)称为点a的δ邻域，记作U(a，δ)＝{x|a-δ＜x＜a+δ}，点a称为这个邻域的中心，δ称为这个邻域的半径，以此得到第一邻域，其中所获第一邻域中包含多个邻域移动方案，进一步的，与上述同理，对所获多个邻域移动方案中的多个通信调度、多个功率分配以及多个移动轨迹进行计算获得对应多个邻域总吞吐量，从而对所获多个邻域总吞吐量之间进行比较、分析以及整合筛选，进而得到第一邻域最优总吞吐量，再对上述所获第一邻域最优总吞吐量与第一总吞吐量进行比较和判断，判断所获第一邻域最优总吞吐量是否大于所获第一总吞吐量，若所获第一邻域最优总吞吐量大于所获第一总吞吐量，则为第一邻域最优总吞吐量优于所获第一总吞吐量，并将第一邻域最优总吞吐量的第一邻域方案进行反向匹配，同时以第一邻域方案作为预选最优移动方案替换当前预选最优移动方案，当不断迭代直至迭代到预设迭代阈值时，将此时的预选最优移动方案作为最优移动方案，其中所获预设迭代阈值由相关技术人员根据数据量进行预设，最终将所获最优移动方案作为输出信息进行对应输出，以此达到优化控制的技术效果。

进一步而言，本申请步骤S631还包括：

步骤S6311：基于所述吞吐量寻优空间中的所述第一范围，得到第一通信调度数据；

步骤S6312：基于所述吞吐量寻优空间中的所述第二范围，得到第一功率分配数据；

步骤S6313：基于所述吞吐量寻优空间中的所述第三范围，得到第一移动轨迹数据；

步骤S6314：基于所述第一通信调度数据、所述第一功率分配数据、所述第一移动轨迹数据，组成所述第一移动方案。

具体而言，吞吐量寻优空间是第一通信调度、第一功率分配、第一移动轨迹分别对应划定三个范围后，在每个范围中随机取一个值，然后将所获三个参数值组合，成为最终的一个参数值组合范围，其中所获第一通信调度对应第一范围、第一功率分配对应第二范围、第一移动轨迹对应第三范围，进一步获得第一范围中的第一通信调度数据，第一通信调度数据是指通信业务(包括信息通信、数据传送)通过技术手段由无人机线路调整到用户线路的数据、获得第二范围中的第一功率分配数据，第一功率分配数据是将直接影响各条链路的性能的数据、获得第三范围中的第一移动轨迹数据，第一的移动轨迹数据是按照人为指定(设定)的路线进行飞行的数据。

进一步的将在所获第一通信调度数据、所获第一功率分配数据、所获第一移动轨迹数据的基础山，将其所得三者进行整理组合后，生成所对应的第一移动方案，使其作为预选最优移动方案，进而实现最终的优化控制。

进一步而言，本申请步骤S635还包括：

步骤S6351：若否，对所述第一预设邻域方案进行调整，生成第二预设邻域方案；

步骤S6352：基于所述第二预设邻域方案，得到所述预选最优移动方案的第二邻域；

步骤S6353：其中，所述第二邻域大于所述第一邻域。

具体而言，在对上述所获第一邻域最优总吞吐量与第一总吞吐量进行比较和判断，判断所获第一邻域最优总吞吐量是否大于所获第一总吞吐量，若所获第一邻域最优总吞吐量小于所获第一总吞吐量，则为所获第一总吞吐量优于第一邻域最优总吞吐量，并将第一预设邻域方案进行调整，即重新在上述所获吞吐寻优空间的基础上进行随机获得第一移动方案，并对所获第一的移动方案的第一通信调度、所述第一功率分配、所述第一移动轨迹进行计算获得对应第一总吞吐量，再将上述重新随机所得第一移动方案作为对第一预设邻域方案的调整，即第二预设邻域方案，进一步根据所得十二预设邻域方案得到所对应的预选最优移动方案的第二邻域，且所获第二邻域要大于所获第一邻域，最终以此获取最优移动方案，并达到基于最优移动方案对移动基站的第一移动进行优化控制的技术效果。

实施例二

基于与前述实施例中一种无人机中继系统吞吐量优化方法相同的发明构思，如图5所示，本申请提供了一种无人机中继系统吞吐量优化系统，系统包括：

预设固定基站获得模块1，所述预设固定基站获得模块1用于获得预设区域，并对所述预设区域进行通信基站布设，得到预设固定基站；

预设飞行高度获得模块2，所述预设飞行高度获得模块2用于采集得到所述预设区域的预设环境数据，并根据所述预设环境数据获得预设飞行高度；

第一移动模块3，所述第一移动模块3用于将所述无人机作为移动基站，所述移动基站基于所述预设飞行高度进行第一移动，其中，所述第一移动包括第一通信调度、第一功率分配、第一移动轨迹；

吞吐量寻优评价参数模块4，所述吞吐量寻优评价参数模块4用于基于所述第一移动与所述预设固定基站得到总吞吐量，并将所述总吞吐量作为吞吐量寻优评价参数；

智能寻优模型模块5，所述智能寻优模型模块5用于组建训练数据集，并通过所述训练数据集构建得到智能寻优模型；

输出信息模块6，所述输出信息模块6用于将所述第一通信调度、所述第一功率分配、所述第一移动轨迹作为所述智能寻优模型的输入信息，并结合所述吞吐量寻优评价参数得到输出信息，其中，所述输出信息包括最优移动方案；

优化控制模块7，所述优化控制模块7用于基于所述最优移动方案对所述移动基站的所述第一移动进行优化控制。

进一步而言，系统还包括：

地面基站获得模块，地面基站获得模块用于基于所述预设固定基站依次得到第一地面基站、第二地面基站；

第二区域用户模块，第二区域用户模块用于依次获得所述第一地面基站的第一区域用户、所述第二地面基站的第二区域用户；

第二吞吐量模块，第二吞吐量模块用于通过所述第一地面基站得到所述第一区域用户的第一吞吐量，通过所述第二地面基站得到所述第二区域用户的第二吞吐量；

边缘区域用户模块，边缘区域用户模块用于获得所述预设区域的区域用户，并从所述区域用户中剔除所述第一区域用户、所述第二区域用户，得到边缘区域用户；

第三吞吐量模块，第三吞吐量模块用于基于所述第一移动得到所述边缘区域用户的第三吞吐量；

对应模块，对应模块用于所述第一区域用户与所述第一吞吐量、所述第二区域用户与所述第二吞吐量、所述边缘区域用户与所述第三吞吐量具备一一对应关系；

总吞吐量获取模块，总吞吐量获取模块用于对所述第一吞吐量、所述第二吞吐量、所述第三吞吐量进行加和计算，得到所述总吞吐量。

进一步而言，系统还包括：

多组移动数据模块，多组移动数据模块用于基于大数据组建移动数据集，其中，所述移动数据集是指所述移动基站的多组移动数据；

移动数据获得模块，移动数据获得模块用于所述多组移动数据中的每组移动数据均包括通信调度数据、功率分配数据、移动轨迹数据；

总吞吐量标识模块，总吞吐量标识模块用于依次获得所述多组移动数据中的每组移动数据下的总吞吐量数据，并基于所述总吞吐量数据得到总吞吐量标识；

训练数据集模块，训练数据集模块用于将所述通信调度数据、所述功率分配数据、所述移动轨迹数据、所述总吞吐量标识进行组合，得到所述训练数据集。

进一步而言，系统还包括：

第三范围模块，第三范围模块用于依次分析获得所述第一通信调度的第一范围、所述第一功率分配的第二范围、所述第一移动轨迹的第三范围；

吞吐量寻优空间模块，吞吐量寻优空间模块用于基于所述第一范围、所述第二范围、所述第三范围，得到吞吐量寻优空间；

输出信息获得模块，输出信息获得模块用于根据所述吞吐量寻优评价参数在所述吞吐量寻优空间中进行寻优，得到所述输出信息。

进一步而言，系统还包括：

第一总吞吐量模块，第一总吞吐量模块用于基于所述吞吐量寻优空间获得第一移动方案，并计算得到所述第一移动方案的第一总吞吐量；

第一邻域模块，第一邻域模块用于将所述第一移动方案作为预选最优移动方案，并基于第一预设邻域方案得到所述预选最优移动方案的第一邻域，其中，所述第一邻域包括多个邻域移动方案；

多个邻域总吞吐量模块，多个邻域总吞吐量模块用于依次计算得到所述多个邻域移动方案的多个邻域总吞吐量；

第一邻域最优总吞吐量模块，第一邻域最优总吞吐量模块用于对所述多个邻域总吞吐量进行分析筛选，得到第一邻域最优总吞吐量；

判断最优总吞吐量模块，判断最优总吞吐量模块用于判断所述第一邻域最优总吞吐量是否大于所述第一总吞吐量；

预选最优移动方案模块，预选最优移动方案模块用于若是，反向匹配所述第一邻域最优总吞吐量的第一邻域方案，并以所述第一邻域方案替换所述预选最优移动方案；

最优移动方案模块，最优移动方案模块用于迭代至预设迭代阈值，将彼时的所述预选最优移动方案作为所述最优移动方案；

输出模块，输出模块用于将所述最优移动方案作为所述输出信息进行输出。

进一步而言，系统还包括：

第一通信调度数据获取模块，第一通信调度数据获取模块用于基于所述吞吐量寻优空间中的所述第一范围，得到第一通信调度数据；

第一功率分配数据获得模块，第一功率分配数据获得模块用于基于所述吞吐量寻优空间中的所述第二范围，得到第一功率分配数据；

第一移动轨迹数据获得模块，第一移动轨迹数据获得模块用于基于所述吞吐量寻优空间中的所述第三范围，得到第一移动轨迹数据；

第一移动方案模块，第一移动方案模块用于基于所述第一通信调度数据、所述第一功率分配数据、所述第一移动轨迹数据，组成所述第一移动方案。

进一步而言，系统还包括：

第二预设邻域方案模块，第二预设邻域方案模块用于若否，对所述第一预设邻域方案进行调整，生成第二预设邻域方案；

第二邻域模块，第二邻域模块用于基于所述第二预设邻域方案，得到所述预选最优移动方案的第二邻域；

说明模块，说明模块用于所述第二邻域大于所述第一邻域。

本说明书通过前述对一种无人机中继系统吞吐量优化方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚的知道本实施例中一种无人机中继系统吞吐量优化方法及系统，对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种无人机中继系统吞吐量优化方法，其特征在于，所述吞吐量优化方法应用于一吞吐量优化系统，所述吞吐量优化系统与一无人机通信连接，所述吞吐量优化方法包括：

获得预设区域，并对所述预设区域进行通信基站布设，得到预设固定基站；

采集得到所述预设区域的预设环境数据，并根据所述预设环境数据获得预设飞行高度；

将所述无人机作为移动基站，所述移动基站基于所述预设飞行高度进行第一移动，其中，所述第一移动包括第一通信调度、第一功率分配和第一移动轨迹；

基于所述第一移动与所述预设固定基站得到总吞吐量，并将所述总吞吐量作为吞吐量寻优评价参数；

组建训练数据集，并通过所述训练数据集构建得到智能寻优模型；

将所述第一通信调度、所述第一功率分配和所述第一移动轨迹作为所述智能寻优模型的输入信息，并结合所述吞吐量寻优评价参数得到输出信息，其中，所述输出信息包括最优移动方案；

基于所述最优移动方案对所述移动基站的所述第一移动进行优化控制；

其中，所述基于所述第一移动与所述预设固定基站得到总吞吐量，并将所述总吞吐量作为吞吐量寻优评价参数，包括：

基于所述预设固定基站依次得到第一地面基站和第二地面基站；

依次获得所述第一地面基站的第一区域用户和所述第二地面基站的第二区域用户；

通过所述第一地面基站得到所述第一区域用户的第一吞吐量，通过所述第二地面基站得到所述第二区域用户的第二吞吐量；

获得所述预设区域的区域用户，并从所述区域用户中剔除所述第一区域用户和所述第二区域用户，得到边缘区域用户；

基于所述第一移动得到所述边缘区域用户的第三吞吐量；

其中，所述第一区域用户与所述第一吞吐量、所述第二区域用户与所述第二吞吐量和所述边缘区域用户与所述第三吞吐量具备一一对应关系；

对所述第一吞吐量、所述第二吞吐量和所述第三吞吐量进行加和计算，得到所述总吞吐量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组建训练数据集，并通过所述训练数据集构建得到智能寻优模型，包括：

基于大数据组建移动数据集，其中，所述移动数据集是指所述移动基站的多组移动数据；

其中，所述多组移动数据中的每组移动数据均包括通信调度数据、功率分配数据和移动轨迹数据；

依次获得所述多组移动数据中的每组移动数据下的总吞吐量数据，并基于所述总吞吐量数据得到总吞吐量标识；

将所述通信调度数据、所述功率分配数据和所述移动轨迹数据与所述总吞吐量标识进行组合，得到所述训练数据集。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述第一通信调度、所述第一功率分配和所述第一移动轨迹作为所述智能寻优模型的输入信息，并结合所述吞吐量寻优评价参数得到输出信息，包括：

依次分析获得所述第一通信调度的第一范围、所述第一功率分配的第二范围和所述第一移动轨迹的第三范围；

基于所述第一范围、所述第二范围和所述第三范围，得到吞吐量寻优空间；

根据所述吞吐量寻优评价参数在所述吞吐量寻优空间中进行寻优，得到所述输出信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述吞吐量寻优评价参数在所述吞吐量寻优空间中进行寻优，得到所述输出信息，包括：

基于所述吞吐量寻优空间获得第一移动方案，并计算得到所述第一移动方案的第一总吞吐量；

将所述第一移动方案作为预选最优移动方案，并基于第一预设邻域方案得到所述预选最优移动方案的第一邻域，其中，所述第一邻域包括多个邻域移动方案；

依次计算得到所述多个邻域移动方案的多个邻域总吞吐量；

对所述多个邻域总吞吐量进行分析筛选，得到第一邻域最优总吞吐量；

判断所述第一邻域最优总吞吐量是否大于所述第一总吞吐量；

若是，反向匹配所述第一邻域最优总吞吐量的第一邻域方案，并以所述第一邻域方案替换所述预选最优移动方案；

迭代至预设迭代阈值，将彼时的所述预选最优移动方案作为所述最优移动方案；

将所述最优移动方案作为所述输出信息进行输出。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述吞吐量寻优空间获得第一移动方案，包括：

基于所述吞吐量寻优空间中的所述第一范围，得到第一通信调度数据；

基于所述吞吐量寻优空间中的所述第二范围，得到第一功率分配数据；

基于所述吞吐量寻优空间中的所述第三范围，得到第一移动轨迹数据；

基于所述第一通信调度数据、所述第一功率分配数据和所述第一移动轨迹数据，组成所述第一移动方案。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述判断所述第一邻域最优总吞吐量是否大于所述第一总吞吐量之后，还包括：

若否，对所述第一预设邻域方案进行调整，生成第二预设邻域方案；

基于所述第二预设邻域方案，得到所述预选最优移动方案的第二邻域；

其中，所述第二邻域大于所述第一邻域。

7.一种无人机中继系统吞吐量优化系统，其特征在于，所述吞吐量优化系统与一无人机通信连接，所述吞吐量优化系统包括：

预设固定基站获得模块，所述预设固定基站获得模块用于获得预设区域，并对所述预设区域进行通信基站布设，得到预设固定基站；

预设飞行高度获得模块，所述预设飞行高度获得模块用于采集得到所述预设区域的预设环境数据，并根据所述预设环境数据获得预设飞行高度；

第一移动模块，所述第一移动模块用于将所述无人机作为移动基站，所述移动基站基于所述预设飞行高度进行第一移动，其中，所述第一移动包括第一通信调度、第一功率分配和第一移动轨迹；

吞吐量寻优评价参数模块，所述吞吐量寻优评价参数模块用于基于所述第一移动与所述预设固定基站得到总吞吐量，并将所述总吞吐量作为吞吐量寻优评价参数；

智能寻优模型模块，所述智能寻优模型模块用于组建训练数据集，并通过所述训练数据集构建得到智能寻优模型；

输出信息模块，所述输出信息模块用于将所述第一通信调度、所述第一功率分配和所述第一移动轨迹作为所述智能寻优模型的输入信息，并结合所述吞吐量寻优评价参数得到输出信息，其中，所述输出信息包括最优移动方案；

优化控制模块，所述优化控制模块用于基于所述最优移动方案对所述移动基站的所述第一移动进行优化控制；

地面基站获得模块，地面基站获得模块用于基于所述预设固定基站依次得到第一地面基站和第二地面基站；

第二区域用户模块，第二区域用户模块用于依次获得所述第一地面基站的第一区域用户和所述第二地面基站的第二区域用户；

第二吞吐量模块，第二吞吐量模块用于通过所述第一地面基站得到所述第一区域用户的第一吞吐量，通过所述第二地面基站得到所述第二区域用户的第二吞吐量；

边缘区域用户模块，边缘区域用户模块用于获得所述预设区域的区域用户，并从所述区域用户中剔除所述第一区域用户和所述第二区域用户，得到边缘区域用户；

第三吞吐量模块，第三吞吐量模块用于基于所述第一移动得到所述边缘区域用户的第三吞吐量；

对应模块，对应模块用于所述第一区域用户与所述第一吞吐量、所述第二区域用户与所述第二吞吐量和所述边缘区域用户与所述第三吞吐量具备一一对应关系；

总吞吐量获取模块，总吞吐量获取模块用于对所述第一吞吐量、所述第二吞吐量和所述第三吞吐量进行加和计算，得到所述总吞吐量。