通感一体化无人机网络的多点多维接入方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种通感一体化无人机网络的多点多维接入方法、系统及存储介质，多点多维接入方法包括信息收集步骤、信息融合步骤和多维接入步骤。本发明专利技术的有益效果是：本发明专利技术借助通感一体化无人机网络的技术优势和空间资源，融合网络中多无人机节点的多维信息判断网络外新无人机节点的状态，并通过联合无人机

【技术实现步骤摘要】
通感一体化无人机网络的多点多维接入方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及无人机
，尤其涉及通感一体化无人机网络的多点多维接入方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]无人机技术已被广泛应用于航拍、快速运输、灾害监测等各种日常生活场景。由于单架无人机在传感距离和精度方面存在不足，无人机网络已成为重要的研究方向。通感一体化技术可以共享硬件和频谱资源，在降低成本和体积方面具有优势。因此，通感一体化技术在无人机上的应用逐渐成为研究热点。
[0003]虽然针对无人机网络多接入协议的研究已经很多，但针对通感一体化场景下无人机网络多接入协议的研究还很少。对于通感一体化无人机网络的多接入问题，相关解决方案可以分成两类。一类是采用传统的多接入处理方法，即通过多接入协议保持单跳传输服务质量(Quality of Service，QoS)，同时，路由层保证可靠的端到端传送。但是，这种方法并不适用于无人机数量比较多的情况，即扩展性较差。另一类是设计基于通感一体化技术的无人机网络的多接入协议。已有相关研究主要是将通感一体化信号进行划分，如雷达模式和雷达为主通信为辅模式等，根据不同目标设计相应的时频资源分配方案，并进一步分配信道，完成通感一体化无人机网络的多点接入。但是，这种方法只挖掘了无人机之间的空间维度，性能提升有限。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中的问题，本专利技术充分挖掘通感一体化无人机网络的空间多维度信息，通过信息融合判断，以及多维接入处理，完成新节点的接入，提高无人机网络的接入效率和可靠性。
[0005]本专利技术提供了一种通感一体化无人机网络的多点多维接入方法，包括如下步骤：
[0006]步骤1，信息收集步骤：网络中共有K架无人机，且网络中的簇首无人机能够与任意一架无人机进行单跳通信或者多跳通信，每架非簇首无人机利用自身携带的通感一体化设备对网络外的无人机动态进行实时监控；
[0007]步骤2，信息融合步骤：采用加权融合的方式得到某架无人机动态变化情况的判断系数η，当η≥η
A
，认为无人机节点准备接入网络；当η≤η
D
，认为无人机节点准备离开网络；当η
D
＜η＜η
A
，认为无人机节点维持当前状态；η
A
和η
D
表示阈值；
[0008]步骤3，多维接入步骤包括如下步骤：
[0009]步骤31，接入帧收发步骤：簇首无人机选择通信判断准确的无人机作为准备接入网络的待接入无人机的接入端口，通信判断准确的无人机的集合记为{1#，...，N#}，待接入无人机记为i#，待接入无人机在固定的频率f1广播采用二进制相移键控调制的接入帧，接入帧会被选定的{1#，...，N#}接收，且接入帧会被选定无人机通信的地面设备接收，地面设
备将收集到的接入帧通过放大转发的方式发送给选定的无人机n#，接入帧会在选定的无人机n#处进行等增益合并，并将合并后的接入帧传送至簇首无人机；
[0010]步骤32，允许接入帧发送步骤：簇首无人机依次解调{1#，...，N#}发送过来的接入帧，当簇首无人机无法接收到i#的接入帧时，认为i#不能直接与簇首无人机通信，选择{1#，...，N#}中通信信号强度最大的无人机记为j#作为中继辅助i#与簇首无人机的通信，簇首无人机根据接入帧中的待接入无人机序号和地址信息，在固定的频率f2发送允许接入帧，f2≠f1；
[0011]步骤33：判断待接入无人机在时间t内是否接收到允许接入帧，若是，则结束，否则执行步骤34；
[0012]步骤34：待接入无人机延迟一个随机时间，重新发送接入帧；
[0013]步骤35：判断待接入无人机接入网络次数是否大于M，若是，那么接入失败，否则，返回执行步骤31。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，在所述信息收集步骤中，对于网络外的任意一架无人机，网络中的第k架无人机在第i时刻对其动态的监控结果记为(v
k
(t
i
)，w
k
(t
i
))，其中v
k
(t
i
)代表通过感知技术得到的监控结果，v
k
(t
i
)＝1对应无人机接入网络，v
k
(t
i
)＝
‑
1对应无人机离开网络，v
k
(t
i
)＝0对应维持现状，w
k
(t
i
)代表通过通信技术得到的监控结果，w
k
(t
i
)＝1对应无人机接入网络，w
k
(t
i
)＝
‑
1对应无人机离开网络，w
k
(t
i
)＝0对应维持现状。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，在所述信息融合步骤中，将t
i
省略，(v
k
(t
i
)，w
k
(t
i
))简写成(v
k
，w
k
)，η＝θ(α1v1+
…
+α
K
v
K
)+(1
‑
θ)(β1w1+
…
+β
K
w
K
)，其中θ和1
‑
θ分别是感知部分和通信部分的加权值，0≤θ≤1；{α1，α2，
…
，α
K
}是不同无人机感知监控的加权值集合，满足α1+α2+
…
+α
K
＝1，{β1，β2，
…
，β
K
)是不同无人机通信监控的加权值集合，满足β1+β2+
…
+β
K
＝1，
‑
1≤η
D
＜η
A
≤1。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤31中，接入帧包括待接入无人机的序号和地址。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤31中，频率f1为1.2GHz频率；在所述步骤32中，频率f2为2.4GHz频率。
[0018]作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤32中，允许接入帧包括簇首无人机的序号和地址、以及中继无人机的序号和地址。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤32中，簇首无人机能接收到i#的接入帧时，允许接入帧只包括簇首无人机的序号和地址；若无人机i#与簇首无人机不能直接通信，则无人机j#会转发该允许接入帧。
[0020]作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤33中，时间t为1ms；在所述步骤33中，待接入无人机延迟一个随机时间，重新在1.2GHz广播接入帧；在所述步骤35中，M＝10。
[0021]本专利技术还提供了一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通感一体化无人机网络的多点多维接入方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1，信息收集步骤：网络中共有K架无人机，且网络中的簇首无人机能够与任意一架无人机进行单跳通信或者多跳通信，每架非簇首无人机利用自身携带的通感一体化设备对网络外的无人机动态进行实时监控；步骤2，信息融合步骤：采用加权融合的方式得到某架无人机动态变化情况的判断系数η，当η≥η
A
，认为无人机节点准备接入网络；当η≤η
D
，认为无人机节点准备离开网络；当η
D
＜η＜η
A
，认为无人机节点维持当前状态；η
A
和η
D
表示阈值；步骤3，多维接入步骤包括如下步骤：步骤31，接入帧收发步骤：簇首无人机选择通信判断准确的无人机作为准备接入网络的待接入无人机的接入端口，通信判断准确的无人机的集合记为{1#，...，N#}，待接入无人机记为i#，待接入无人机在固定的频率f1广播采用二进制相移键控调制的接入帧，接入帧会被选定的{1#，...，N#}接收，且接入帧会被选定无人机通信的地面设备接收，地面设备将收集到的接入帧通过放大转发的方式发送给选定的无人机n#，接入帧会在选定的无人机n#处进行等增益合并，并将合并后的接入帧传送至簇首无人机；步骤32，允许接入帧发送步骤：簇首无人机依次解调{1#，...，N#}发送过来的接入帧，当簇首无人机无法接收到i#的接入帧时，认为i#不能直接与簇首无人机通信，选择{1#，...，N#}中通信信号强度最大的无人机记为j#作为中继辅助i#与簇首无人机的通信，簇首无人机根据接入帧中的待接入无人机序号和地址信息，在固定的频率f2发送允许接入帧，f2≠f1；步骤33：判断待接入无人机在时间t内是否接收到允许接入帧，若是，则结束，否则执行步骤34；步骤34：待接入无人机延迟一个随机时间，重新发送接入帧；步骤35：判断待接入无人机接入网络次数是否大于M，若是，那么接入失败，否则，返回执行步骤31。2.根据权利要求1所述的多点多维接入方法，其特征在于：在所述信息收集步骤中，对于网络外的任意一架无人机，网络中的第k架无人机在第i时刻对其动态的监控结果记为(v
k
(t
i
)，w
k
(t
i
))，其中v
k
(t
i
)代表通过感知技术得到的监控结果，v
k
(t
i
)＝1对应无人机接入网络，v
k
(t
i
)＝
‑
1对应无人机离开网络，v
k
(t
i
)＝0对应维持现状，w
k
(t
i
)代表通过通信技术得到的监控结果，w
k
(t
i
)＝1对应无人机接入网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭继冲，陶重犇，苏春霞，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：