一种无人机辅助反向散射通信装置以及资源分配控制方法制造方法及图纸

在现有的反向散射通信研究中，系统内不同位置的反向散射设备的通信性能差异大，面临严重的公平性问题，为了弥补现有研究的不足，本发明专利技术提出了一种无人机辅助反向散射通信装置及资源分配控制方法，控制组件包括数据采集模块、无人机控制模块、轨迹控制模块、通信控制模块以及工作模式控制模块：反向散射设备组件包括地面控制模块、工作模式选择模块、能量接收控制模块、信号反射控制模块以及能量采集器。本发明专利技术将无人机作为一个控制中心，向设备发射接收信息命令，反向散射设备从中收集能量或者反射信号发送信息。利用无人机灵活的移动性和可操作性来优化飞行轨迹，从而有效缩短无人机与传感器的距离，进而提高通信系统的吞吐量。

A UAV aided backscatter communication device and resource allocation control method

【技术实现步骤摘要】
一种无人机辅助反向散射通信装置以及资源分配控制方法
本专利技术涉及近几年新兴的无人机技术应用领域以及反向散射通信(BackscatterCommunication)领域，本专利技术是对无人机的飞行轨迹和通信资源分配进行联合优化控制，以提高系统无线信息传输吞吐量目的的一种无人机辅助反向散射通信装置及资源分配控制方法。
技术介绍
在未来物联网到来时，环境中将需要数以亿万计的微型嵌入式传感器设备用于支持物联网网络的通信。这些设备必须满足体积小、续航能力强、可进行设备通信等特点。对于微型嵌入式设备，传统的市电供电、电池供电无法有效满足续航要求，这将大大缩短传感器设备的使用寿命。未来传感器网络，迫切需足一种满足传感器续航和通信的技术。近年来反向散射技术因其低功耗、可充能的特点被广泛运用在物联网通信网络研究中。这种通过射频信号吸能并反射信号传信息的技术能有效实现无源传感器间的通信。因此引入反向散射技术，对未来物联网通信网络的发展具有重大意义。在物联网系统中，反向散射传感器将从环境中监测到的信息发送到控制中心。在这过程中，首先反向散射设备吸收环境中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机辅助反向散射通信装置，包括设置在无人机上的控制组件和设置在反向散射设备上的反向散射设备控制组件；其特征在于：控制组件包括数据采集模块、无人机控制模块、轨迹控制模块、通信控制模块以及工作模式控制模块：反向散射设备组件包括地面控制模块、工作模式选择模块、能量接收控制模块、信号反射控制模块以及能量采集器；/n其中，数据采集模块通过通信控制模块采集每个地面反向散射设备组件的地理位置作为数据输入输入到无人机控制模块，得出无人机的最优飞行轨迹；无人机控制模块通过轨迹控制模块控制无人机按最优轨迹飞行，并在飞行过程中根据反向散射设备反射回来的信号通过工作模式控制模块选择合适的工作模式；然后，将无...

【技术特征摘要】
1.一种无人机辅助反向散射通信装置，包括设置在无人机上的控制组件和设置在反向散射设备上的反向散射设备控制组件；其特征在于：控制组件包括数据采集模块、无人机控制模块、轨迹控制模块、通信控制模块以及工作模式控制模块：反向散射设备组件包括地面控制模块、工作模式选择模块、能量接收控制模块、信号反射控制模块以及能量采集器；
其中，数据采集模块通过通信控制模块采集每个地面反向散射设备组件的地理位置作为数据输入输入到无人机控制模块，得出无人机的最优飞行轨迹；无人机控制模块通过轨迹控制模块控制无人机按最优轨迹飞行，并在飞行过程中根据反向散射设备反射回来的信号通过工作模式控制模块选择合适的工作模式；然后，将无人机的最优飞行轨迹通过无线传输输入到地面控制模块中，根据无人机的飞行位置进行信道估计，通过工作模式选择模块选择下行链路吸收能量或者上行链路反射信号的工作模式，最后，通过能量接收控制模块控制能量采集器吸收能量或通过信号反射控制模块反射信信号，传递本地信息。


2.根据权利要求1所述的一种无人机辅助反向散射通信装置，其特征在于：下行链路吸收能量为无人机向反向散射设备控制组件发送传输命令；反向散射设备控制组件通过地面控制模块选择吸收能量或者反射射频信号；上行链路中，反向散射设备通过反射射频信号传递本地信息，无人机进行无线信息收集任务。


3.一种应用了如权利要求1所述无人机辅助反向散射通信装置的资源分配控制方法，其特征在于：无人机获取反向散射设备的位置信息wk＝(xk，yk)，然后设置无人机的最优飞行轨迹q(t)，控制无人机按该最优飞行轨迹q(t)飞行的同时确认当前工作模式ρk(t)；如果工作模式ρk(t)为吸收能量，则控制组件向反向散射设备控制组件发送指令，反向散射设备接受能量Ek；如果工作模式ρk(t)为反射射频信号，则控制组件向反向散射设备控制组件发送指令，反向散射设备中与无人机通信的地面反向散射设备K反射射频信号，其余反向散射设备吸收能量；无人机接受到K反射的射频信号rk。


4.根据权利要求3所述的资源分配控制方法，其特征在于：无人机的最优飞行轨迹q(t)获得的方法是：
(P1)












其中，Rk(ρk(t)，q(...

【专利技术属性】
技术研发人员：许杰，陈锦昌，谢礼峰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44