一种无人机集群网络化传输路径优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种无人机集群网络化传输路径优化方法及系统，属于无人机集群数据共享领域。通过将无人机集群网络用图的形式进行表示，在该图的基础上构建传输时延函数，将传输路径优化的问题转化为总时延最小化目标函数优化的问题，再在特定的约束条件下利用启发式方法求解目标函数，从而得到全局最优解，获得优化的数据传输路径。本发明专利技术利用启发式方法能够有效降低计算量，提高无人机协同过程中对数据传输路径的决策速度。据传输路径的决策速度。据传输路径的决策速度。

【技术实现步骤摘要】
一种无人机集群网络化传输路径优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种无人机集群网络化传输路径优化方法及系统，属于无人机集群数据共享领域。

技术介绍

[0002]随着无人机技术的发展，无人机数据共享方式逐渐网络化、智能化以及集群化，如何利用无人机集群提供实时动态任务，充分、高效、准确、可靠的数据资源支撑是当前的难点问题。为提高无人机数据传输效率，需要在无人机集群组网的基础上，对网络化的数据传输路径进行合理安排，从而形成高效的数据分发方案。这个过程需要在无人机平台处理能力、通信能力、协同关系等多种约束条件下，搜索大量可能的数据分发路径以达到最终效果最优，是一个复杂的组合优化问题。例如，无人机数据传输任务需要在收到多个数据分发请求后，由多个数据发送端无人机向多个数据接收端无人机传输数据，通过对上述多个数据分发请求选择合适的通信网络路径以实现数据计算、中转、传输至接收端无人机所需的总时间最短。
[0003]为满足涌现的大容量、高效率和高服务质量的无人机数据共享业务传输需求，将无人机集群中的数据传输问题视为无人机组网环境下基于网络拓扑的路径本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无人机集群网络化传输路径优化方法，其特征在于，包括以下步骤：将无人机集群网络用图N = ( V , E , C , T )表示，其中V为节点集合，节点代表无人机，E为边集合，边代表无人机的源—目的之间的数据传输路径，C为边的最大数据容量集合，T为时延集合，T包括边时延集合TE与节点时延集合TV，边时延为数据经过边所需时间，节点时延为数据经过节点所需时间；基于所述图，定义源—目的的传输时延函数，该函数为边时延和节点时延的总和函数；根据传输时延函数得到总时延函数，将总时延最小作为优化的目标函数，同时限定优化过程需要满足的约束条件；基于所述约束条件，利用蚁群算法求解所述目标函数，计算出最小总时延，该最小总时延对应的由节点和边构成的路径即为优化的数据传输路径。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，首先基于所述图来设定决策变量，该决策变量表示数据传输需求分配在边上传输；然后结合决策变量定义源—目的的传输时延函数，该传输时延函数如下：；式中，表示传输时延函数，分别表示源和目的，m表示第m组源和目的，表示经过两节点间的边所需时间，表示经过节点所需时间，E为边集合，V为节点集合，i , j为节点编号。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述优化的目标函数为，其中表示总时延，M表示源
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目的的数量，m表示第m组源和目的。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述约束条件包括：；；；；；；
式中，为决策变量，为数据传输需求，分别表示源和目的，m表示第m组源和目的，为两节点间边的数据容量，i , j为节点编号，n为节点数量，f表示第f个节点。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述约束条件，利用蚁群算法求解所述目标函数，计算出最小总...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘雨蒙，潘优美，赵怡婧，李锦文，王鹏，
申请(专利权)人：中国科学院软件研究所，
类型：发明
国别省市：