一种无人机融合控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种无人机融合控制方法及装置。确定目标区域，以及雷达探测的探测精度；确定公有速率上限值，以及私有速率上限值；基于预设波束赋形矩阵和预设公有速率分配向量，利用无人机的预设能效函数，在目标区域中确定目标部署位置；基于目标部署位置，利用预设能效函数，确定目标波束赋形矩阵以及目标公有速率分配向量；执行基于预设波束赋形矩阵和预设公有速率分配向量，利用无人机的预设能效函数，在目标区域中确定无人机的目标部署位置的步骤，直至误差小于预设误差阈值。通过本发明专利技术实施例提供的技术方案，有效保证无人机在综合通信功能与雷达探测功能后，在保证传输速率的前提下，有效减少无人机的能耗，提高无人机的续航能力。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机融合控制方法及装置
本专利技术涉及通信与雷达探测
，特别是涉及一种无人机融合控制方法及装置。
技术介绍
目前，探测任务大多集中于采用传统的摄像机或传感器完成。但是，在面对多变的天气状态时，传统的摄像机或传感器难以保证高质量的探测输出。然而，随着无人机通信技术的不断进步，由于无人机具有高动态的移动性、稳定的可操作性以及部署的灵活性等特性，这使得无人机在各种应用场景中扮演着不可或缺的角色，如危险区域的探测、动态目标的跟踪和地图遥感等。因此，在无人机上综合通信功能和雷达探测功能具有较大的研究价值。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种无人机融合控制方法及装置，以在无人机上综合通信功能和雷达探测功能后，减少无人机的能耗，提高无人机的续航能力。具体技术方案如下：本专利技术实施例提供了一种无人机融合控制方法，应用于包含有多个天线元件的无人机，所述方法包括：确定无人机进行通信传输与雷达探测时的目标区域，以及所述雷达探测的探测精度；基于速率拆分多址接入(rate-splitting本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无人机融合控制方法，其特征在于，应用于包含有多个天线元件的无人机，所述方法包括：/n确定无人机进行通信传输与雷达探测时的目标区域，以及所述雷达探测的探测精度；/n基于速率拆分多址接入RSMA，确定所述无人机与所述目标区域中每一用户设备进行通信传输时的公有速率上限值，以及每一用户设备对应的私有速率上限值；/n基于预设波束赋形矩阵和预设公有速率分配向量，利用所述无人机的预设能效函数，在所述目标区域中确定所述无人机传输速率最大时的目标部署位置；其中，所述预设能效函数是根据所述无人机的传输速率和传输能耗确定的；所述预设能效函数满足预设约束条件，所述预设约束条件是基于所述雷达探测的探测精度、所述...

【技术特征摘要】
1.一种无人机融合控制方法，其特征在于，应用于包含有多个天线元件的无人机，所述方法包括：
确定无人机进行通信传输与雷达探测时的目标区域，以及所述雷达探测的探测精度；
基于速率拆分多址接入RSMA，确定所述无人机与所述目标区域中每一用户设备进行通信传输时的公有速率上限值，以及每一用户设备对应的私有速率上限值；
基于预设波束赋形矩阵和预设公有速率分配向量，利用所述无人机的预设能效函数，在所述目标区域中确定所述无人机传输速率最大时的目标部署位置；其中，所述预设能效函数是根据所述无人机的传输速率和传输能耗确定的；所述预设能效函数满足预设约束条件，所述预设约束条件是基于所述雷达探测的探测精度、所述公有速率上限值和所述私有速率上限值确定的；
基于所述目标部署位置，利用所述预设能效函数，确定所述无人机最大能效所对应的目标波束赋形矩阵以及目标公有速率分配向量；
以所述目标波束赋形矩阵为所述预设波束赋形矩阵，所述目标公有速率分配向量为所述预设公有速率分配向量，执行所述基于预设波束赋形矩阵和预设公有速率分配向量，利用所述无人机的预设能效函数，在所述目标区域中确定所述无人机传输速率最大时的目标部署位置的步骤，直至本次确定的目标部署位置、目标波束赋形矩阵以及目标公有速率分配向量与上一次确定的目标部署位置、目标波束赋形矩阵以及目标公有速率分配向量间的误差小于预设误差阈值。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于RSMA，确定所述无人机与所述目标区域中每一用户设备进行通信传输时的公有速率上限值，以及每一用户设备对应的私有速率上限值的步骤，包括：
获取所述无人机与所述目标区域中每一用户设备通信传输的数据流；
基于RSMA将所述数据流拆分为公有流和每一用户设备所对应的私有流；
针对每一用户设备，基于所述公有流和所述私有流，计算该用户设备的公有速率上限值，以及该用户设备的私有速率上限值。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述针对每一用户设备，基于所述公有流和所述私有流，计算该用户设备的公有速率上限值，以及该用户设备的私有速率上限值的步骤，包括：
针对每一用户设备，根据所述公有流和所述私有流，计算该用户设备公有流的第一信干噪比，并基于所述第一信干噪比，计算该用户设备公有速率上限值；
针对每一用户设备，根据该用户设备的私有流以及其他用户设备的私有流，计算该用户设备私有流的第二信干噪比，并基于所述第二信干噪比，计算该用户设备的私有速率上限值。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述公有流和所述私有流，计算该用户设备公有流的第一信干噪比的步骤，包括：
利用以下公式，计算该用户设备公有流的第一信干噪比：



其中，为用户设备k的公有流的第一信干噪比，表示用户设备k的公有流，为hk的共轭转置，hk为用户设备k的信道向量，xc为所述数据流中公有信息对应的预编码器，K为用户设备的数量，表示用户设备j的私有信息在用户设备k处的私有流，xj为所述数据流中用户设备j的私有信息所对应的预编码器，σn2为复高斯噪声的方差；
所述基于所述第一信干噪比，计算该用户设备公有速率上限值的步骤，包括：
利用以下公式，计算该用户设备公有速率上限值：



其中，为用户设备k公有速率的上限值，log2为以2为底的对数操作；
所述根据该用户设备的私有流以及其他用户设备的私有流，计算该用户设备私有流的第二信干噪比的步骤，包括：
利用以下公式，计算该用户设备私有流的第二信干噪比：



其中，SINRk(X)为用户设备k的私有流的第二信干噪比，xk为所述数据流中用户设备k的私有信息所对应的预编码器；
所述基于所述第二信干噪比，计算该用户设备的私有速率上限值的步骤，包括：
利用以下公式，计算该用户设备的私有速率上限值：
Rk(X)＝log2(1+SINRk(X))。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设能效函数表示为：









xxH≤X0；






其中，max为最大值操作，x为波束赋形矩阵，β为公有速率分配向量，z为所述无人机的部署位置，K为用户设备的数量，βk为用户设备k的公有速率，xxH为无人机悬停高度为H时通信传输和雷达探测时的天线传输耗能，Phov为无人机空中悬浮耗能，Pcir为无人机内部电路耗能，s.t.表示约束条件，βk′为任一用户设备k′的公有速率，为用户设备k的公有速率的上限值，X0为天线传输耗能的上限，|aH(θl)xxHa(θl)-ζl|2表示雷达l的探测精度，L为雷达的数量，aH(θl)为a(θl)的共轭转置，e为自然常数，j为虚数单位，π为圆周率，D为天线元件延均匀天线阵列的距离，λ为载波的频率，M为无人中包括的天线元件的数量，sin为正弦操作，θl为待...

【专利技术属性】
技术研发人员：田辉，李宇薇，范绍帅，聂高峰，李刚，倪万里，
申请(专利权)人：北京邮电大学，清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11