一种无蜂窝网络下的通感融合UAM系统和信息传输方法

本发明属于无线通信，尤其涉及一种无蜂窝网络下的通感融合uam系统和信息传输方法。

背景技术：

1、随着城市化进程的不断加快，城市面临着越来越严重的交通压力。为了有效利用城市低空空域，减轻地面交通压力，迫切需要采取创新性的基础设施来支撑。在这一背景下，城市空中交通(urban air mobility，uam)的概念逐渐引发了人们的关注。而城市空中交通远不止传统的人员和货物运输，它还涵盖了在为地面用户提供各类服务时所需的一切飞行活动。但是在传统蜂窝网络中涉及感知通信服务的飞行载体会因移动性导致其需要面临严重的越区切换和网络间干扰问题。并且，蜂窝网络是以基站为中心建立的网络系统，因此无法考虑到覆盖区域内每个飞行载体的通信质量，在小区边缘的飞行载体会因信噪比的降低导致通信质量急剧下降，从而无法将需要传输的信息准确传输给接入点。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，提供一种无蜂窝网络下的通感融合uam系统和信息传输方法，更好的保证了传输给接入点信息的准确性。

2、为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

3、一种无蜂窝网络下的通感融合uam系统，包括：

4、感测装置，用于根据无人机感测用户信息；

5、传输优化装置，用于根据用户信息，得到最优化的用户调度方案、发射功率方案和无人机飞行轨迹方案。

6、作为优选，感测装置定义每个时隙的雷达平均互信息量超过反映目标基本特性的最低检测阈值η，其为:

7、

8、其中，是时隙s时第i架无人机感知用户k的雷达链路互信息量，其为：

9、

10、作为优选，传输优化装置根据用户信息，基于块坐标下降迭代的能量效率优化算法，得到最优化的用户调度方案、发射功率方案和无人机飞行轨迹方案；

11、作为优选，传输优化装置包括：

12、第一处理模块，用于初始化迭代次数q＝0、每架无人机的初始发射功率pi(q)和初始轨迹ui(q)；根据无人机初始发射功率和初始轨迹求解用户调度优化问题，得到最优的用户调度方案ai(q+1)；

13、第二处理模块，用于根据ai(q+1)和初始化的ui(q)，求解无人机发射功率优化子问题，得到最优的发射功率方案pi(q+1)；

14、第三处理模块，用于根据ai(q+1)和pi(q+1)，求解飞行轨迹优化子问题，得到最优化的无人机飞行轨迹ui(q+1)；

15、第四处理模块，用于若ui(q)与ui(q+1)的差值阈值ξ内，则证明其稳定，不再进行迭代；否则执行第一处理装置开始新一轮迭代，直至目标值收敛于阈值ξ。

16、本发明还提供一种信息传输方法，包括：

17、步骤s1、根据无人机感测用户信息；

18、步骤s2、根据用户信息，得到最优化的用户调度方案、发射功率方案和无人机飞行轨迹方案。

19、作为优选，步骤s1中，定义每个时隙的雷达平均互信息量超过反映目标基本特性的最低检测阈值η，其为:

20、

21、其中，是时隙s时第i架无人机感知用户k的雷达链路互信息量，其为：

22、

23、作为优选，步骤s2中，根据用户信息，基于块坐标下降迭代的能量效率优化算法，得到最优化的用户调度方案、发射功率方案和无人机飞行轨迹方案；

24、作为优选，步骤s2包括：

25、步骤s21、初始化迭代次数q＝0、每架无人机的初始发射功率pi(q)和初始轨迹ui(q)；根据无人机初始发射功率和初始轨迹求解用户调度优化问题，得到最优的用户调度方案ai(q+1)；

26、步骤s22、根据ai(q+1)和初始化的ui(q)，求解无人机发射功率优化子问题，得到最优的发射功率方案pi(q+1)；

27、步骤s23、根据ai(q+1)和pi(q+1)，求解飞行轨迹优化子问题，得到最优化的无人机飞行轨迹ui(q+1)；

28、步骤s24、若ui(q)与ui(q+1)的差值阈值ξ内，则证明其稳定，不再进行迭代；否则回到步骤s21开始新一轮迭代，直至目标值收敛于阈值ξ。

29、本发明利用无人机充当城市空中交通的飞行载体，为每一个用户提供感知通信服务，即将感知到的用户信息传输给每一个ap，再对用户信息进行数据整合，得到最优化的用户调度方案、发射功率方案和无人机飞行轨迹方案，更好的保证了传输给接入点信息的准确性。并且进一步地针对多架无人机部署在无蜂窝网络服务多个用户的场景下的效能进行最优化，实现资源的合理利用。

技术特征：

1.一种无蜂窝网络下的通感融合uam系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的无蜂窝网络下的通感融合uam系统，其特征在于，感测装置定义每个时隙的雷达平均互信息量超过反映目标基本特性的最低检测阈值h，其为:

3.如权利要求2所述的无蜂窝网络下的通感融合uam系统，其特征在于，传输优化装置根据用户信息，基于块坐标下降迭代的能量效率优化算法，得到最优化的用户调度方案、发射功率方案和无人机飞行轨迹方案。

4.如权利要求3所述的无蜂窝网络下的通感融合uam系统，其特征在于，传输优化装置包括：

5.一种信息传输方法，其特征在于，包括：

6.如权利要求5所述的信息传输方法，其特征在于，步骤s1中，定义每个时隙的雷达平均互信息量超过反映目标基本特性的最低检测阈值h，其为:

7.如权利要求6所述的信息传输方法，其特征在于，步骤s2中，根据用户信息，基于块坐标下降迭代的能量效率优化算法，得到最优化的用户调度方案、发射功率方案和无人机飞行轨迹方案。

8.如权利要求7所述的信息传输方法，其特征在于，步骤s2包括：

技术总结本发明公开一种无蜂窝网络下的通感融合UAM系统和信息传输方法，包括：感测装置，用于根据无人机感测用户信息；传输优化装置，用于根据用户信息，得到最优化的用户调度方案、发射功率方案和无人机飞行轨迹方案。采用本发明的技术方案，更好的保证了传输给接入点信息的准确性。技术研发人员：潘春雨,罗钟昊受保护的技术使用者：北京信息科技大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1