The embodiment of the present invention provides a space-ground cooperative Internet of Things communication method and device. The method includes: during a period of dynamic relay operation, an optimization problem model is constructed based on the acquired spatial position information of each Internet of Things terminal, the spatial position information of dynamic relay and the operation parameters of dynamic relay; the optimal solution of the optimization problem model is calculated and the optimal solution is obtained according to the optimal solution. Optimal solution realizes the communication between each Internet of Things terminal and dynamic relay. The space-ground cooperative Internet of Things communication method and device provided by the embodiment of the present invention can realize the communication between each Internet of Things terminal and dynamic relay by constructing the optimization problem model and calculating the optimal solution of the optimization problem model, obtaining the transmission power of each Internet of Things terminal, the operation height of dynamic relay and the scheduling information of each Internet of Things terminal in each slot. It improves the throughput of the Internet of Things terminal, reduces the communication delay and cost of the network, and reduces the operation cost of the network.
【技术实现步骤摘要】
星空地协同物联网通信方法及装置
本专利技术实施例涉及物联网通信
,尤其涉及一种星空地协同物联网通信方法及装置。
技术介绍
星空地协同物联网通信系统是指由卫星、动态中继和物联网终端构成的物联网通信系统,其中,动态中继处于空中,其空间位置和运行轨迹将对星空地协同物联网通信系统的通信效率产生重大影响。现有技术中,星空地协同物联网通信系统中仍面临很多重要挑战,尤其是以无人机作为动态中继的星空地协同物联网通信系统,一方面,部分物联网终端(比如雨伞、书、手表等)由于其自身大小的限制,其能量也有限,因此,如何保证物联网终端向动态中继传输数据时消耗的能量最小是重要挑战。另一方面,由于无人机的高可移动性,如何设计无人机在空间的飞行高度,以使无人机与物联网终端之间的通信链路最佳,从而保证物联网终端向无人机传输的速率最大,降低网络的通信时延和开销,缩减网络操作的成本是也是重要挑战。在偏远地区,由于缺乏网络盲区,很难实现对无人机乱飞现象的监控和管理;现有的雷达系统虽然能很好地监测无人机的位置等信息,但是成本高,难适用于民用,因此,如何对无人机的动态信息进行管控也极其重要。最关键的是,现有技术中由于无人机的运行高度固定,不能最大化满足物联网终端对通信服务的需求,物联网终端的吞吐量较低,网络的通信时延和开销都较大。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的是提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的星空地协同物联网通信方法及装置。为了解决上述技术问题,一方面,本专利技术实施例提供一种星空地协同物联网通信方法,包括:在动态中继运行的一个周期内,基于获取到的每一物联网终端的空间位置信 ...
【技术保护点】
1.一种星空地协同物联网通信方法,其特征在于,包括:在动态中继运行的一个周期内,基于获取到的每一物联网终端的空间位置信息、所述动态中继的空间位置信息和所述动态中继的运行参数,构建优化问题模型,所述周期包含若干个时隙;计算所述优化问题模型的最优解,所述最优解包括每一物联网终端的发射功率,所述动态中继的运行高度,以及每一时隙内对每一物联网终端的调度信息,并根据所述最优解实现每一物联网终端与所述动态中继之间的通信。
【技术特征摘要】
1.一种星空地协同物联网通信方法,其特征在于,包括:在动态中继运行的一个周期内,基于获取到的每一物联网终端的空间位置信息、所述动态中继的空间位置信息和所述动态中继的运行参数,构建优化问题模型,所述周期包含若干个时隙;计算所述优化问题模型的最优解,所述最优解包括每一物联网终端的发射功率,所述动态中继的运行高度,以及每一时隙内对每一物联网终端的调度信息,并根据所述最优解实现每一物联网终端与所述动态中继之间的通信。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述动态中继的运行参数包括:运行的圆形轨迹的半径、运行速率和运行周期。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述优化问题模型的目标为:最大化所有物联网终端与所述动态中继通信的和速率;所述优化问题模型的约束条件为:a、每一物联网终端在每一时隙内的调度信息只能为第一调度值或者第二调度值;所述第一调度值用于指示某一物联网终端在某一时隙内被调度,与所述动态中继进行通信;所述第二调度值用于指示某一物联网终端在某一时隙内未被调度,不与所述动态中继进行通信;b、在每一时隙内最多只能有一个物联网终端被调度;c、每一物联网终端的发射功率均大于零,且小于等于预设功率阈值;d、所述动态中继的运行高度大于零。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算所述优化问题模型的最优解,具体包括:对所述优化问题模型的约束条件进行简化松弛;利用块坐标下降法计算所述优化问题模型的最优解。5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述利用块坐标下降法计算所述优化问题模型的最优解,具体包括:对参数变量进行交互迭代,获取当前迭代周期的最优的参数变量,所述参数变量为每一物联网终端的发射功率,所述动态中继的运行高度,以及每一时隙内对每一物联网终端的调度信息;根据当前迭代周期的最优的参数变量,计算所述优化问题模型的目标函数的增量...
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