【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通讯，尤其涉及一种基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法、系统及存储介质。
技术介绍
1、传统的无人机应用主要是基于点对点通信，这种通信范式限制了通信范围并且无法支持一些新兴的无人机应用，例如：远程无人机救援以及货物交付，此类应用需要无人机的超视距操控。为了实现无人机安全的超视距操控，保证控制与命令信息传输的高可靠性与低时延至关重要。鉴于此，已经开始研究利用蜂窝网络来支持无人机通信的能力与可行性，并且提出了蜂窝连接的无人机通信。在蜂窝网络的支持下，无人机作为空中用户可以获得无处不在且更可靠的服务。
2、然而，现有的蜂窝系统中，基站通常配备下倾的天线并利用主瓣来为地面用户而不是为无人机提供服务。在这种情况下，飞行的无人机仅能由基站的低功率天线旁瓣服务。此外，随着飞行高度的增加，无人机可以获得更好的视距(line-of-sight,los)传输信道。当无人机在高处飞行时，可能会检测到多个具有相似接收功率(reference signalreceived power，rsrp)的小区。如果采用基于rsrp的关联准则，这将导致无人机遭受频繁的切换。此外，无人机具有不同于地面用户的三维(three-dimensional，3d)运动能力，例如垂直起飞。当无人机飞越基站天线的零点空间时将会触发大量不必要的切换，这将带来严重的通信时延以及降低链路的可靠性。基于以上存在的诸多挑战，为蜂窝连接的无人机通信设计一种有效的切换方案至关重要。
3、传统长期演进的切换方案通常是基于a3事件触发，即目标基站的rsrp比服务
技术实现思路
1、为了解决现有技术中的问题，本专利技术提供了一种基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法、系统及存储介质。
2、本专利技术提供了一种一种基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法，包括以下步骤：
3、步骤一：利用模糊逻辑结合多切换准则得到每个基站的分数；
4、步骤二：根据步骤一得到的基站的分数更新激活集合。
5、作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤一中，包括：
6、步骤1：将添加的触发差值γadd、删除的触发差值γrel、替换的触发差值γrep、触发时间tttt、基站激活集合中基站个数的最小值kmin、激活集合中基站个数的最大值kmax、添加的计数器cadd、删除的计数器crel、替换的计数器crep输入模糊逻辑；
7、步骤2：利用模糊逻辑获得所有基站的分数，即
8、作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤2中，模糊逻辑包括模糊化模块、推理模块、去模糊化模块，其运行过程如下：
9、步骤s1：模糊化模块接收清晰的输入值，再将清晰的输入值通过隶属度函数转换成模糊集,然后发送给推理模块，清晰的输入值包括平均接收功率、平均接收功率的改变率以及平均基站负载；
10、步骤s2：推理模块接收步骤s1发送的模糊集，再通过预先定义的规则，将模糊集映射到输出集,然后发送给去模糊化模块；
11、步骤s3：去模糊化模块接收步骤s2发送的输出集，再将输出集转换为清晰输出值，即基站m的分数。
12、作为本专利技术的进一步改进，所述模糊化模块中，预定义的输入输出的语言变量集合分别为：o＝{非常差,差,中,好,非常好}。
13、作为本专利技术的进一步改进，所述推理模块中，采用最大-最小的推理方式得到模糊输出集合的隶属度，即其中μx表示平均rsrp隶属度，μy表示平均rsrp改变率的隶属度，μz表示平均基站负载的隶属度，对于每条规则，通过取输入的隶属度的最小值来得到输出的隶属度；为了结合不同的规则，通过取各条规则中输入的隶属度值的最大值得到最后输出的隶属度。
14、作为本专利技术的进一步改进，在所述去模糊化模块中，采用中心法计算重心，在计算重心过程中，为了计算最后的结果，通过截断输出隶属度函数，然后使用析取原理合并形状并形成阴影形状，再通过下面公式计算阴影形状中心在归一化输出坐标轴上的坐标s*，
15、
16、其中，fo(·)为阴影形状的上边界值，s表示归一化输出，取值范围为[0,1]，因此，可以得到基站m的分数，即sm＝s*。
17、作为本专利技术的进一步改进，在所述步骤二中，还包括：
18、第1步：如果以及在触发时间tttt期间能够同时被满足，其中sm′表示基站m′的分数,sk表示基站k的分数，则将基站m′添加到激活集合中,添加的计数器cadd计数+1，然后进入下一步骤，如果否，则添加的计数器cadd计数置0，返回执行步骤2；
19、第2步：判断第1步添加的计数器cadd是否等于触发时间tttt，如果是，则进入下一步骤，否则返回执行步骤2；
20、第3步：将基站m′添加到激活集合中，同时添加的计数器cadd计数置0，即
21、第4步：如果以及在触发时间tttt期间能够同时被满足，则将基站k′从激活集合中删除，删除的计数器crel计数+1，然后进入下一步骤，如果否，则删除的计数器crel置0，返回执行步骤2；
22、第5步：判断第4步中的删除的计数器crel是否等于触发时间tttt，如果是，则进入下一步骤，否则返回执行步骤2；
23、第6步：将基站k′从激活集合中删除，同时删除的计数器crel计数置0；
24、第7步：如果m′∈m\k，在触发时间tttt期间能够被满足，则具有最小分数的基站k*被基站m′替换，替换的计数器crep计数+1，然后执行下一步骤，否则，替换的计数器crep置0，返回执行步骤2；
25、第8步：判断第7步中替换的计数器crep是否等于触发时间tttt,如果是，进入下一步骤，否则返回执行步骤2；
26、第9步：基站m′替换具有最小分数的基站k*，替换的计数器crep置0，返回执行步骤2。
27、本专利技术还公开了一种基于模糊逻辑的无人机多连接切换系统，存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序配置为由所述处理器调用时实现本专利技术所述的无人机多连接切换方法的步骤。
28、本专利技术还公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序配置为由处理器调用时实现本专利技术所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法，其特征在于,包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法，其特征在于，在所述步骤一中，包括：
3.根据权利要求2所述的基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述模糊逻辑包括模糊化模块、推理模块、去模糊化模块，其运行过程如下：
4.根据权利要求3所述的基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法，其特征在于，所述模糊化模块中，预定义的输入输出的语言变量集合分别为：
5.根据权利要求3所述的基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法，其特征在于，所述推理模块中，采用最大-最小的推理方式得到模糊输出集合的隶属度，即其中μX表示平均RSRP隶属度，μY表示平均RSRP改变率的隶属度，μZ表示平均基站负载的隶属度，对于每条规则，通过取输入的隶属度的最小值来得到输出的隶属度；为了结合不同的规则，通过取各条规则中输入的隶属度值的最大值得到最后输出的隶属度。
6.根据权利要求3所述的基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法，其特征在于，在所述去模糊化模块中，采用
7.根据权利要求2所述的基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法，其特征在于，在所述步骤二中，还包括：
8.一种基于模糊逻辑的无人机多连接切换系统，其特征在于，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序配置为由所述处理器调用时实现权利要求1－7中任一项所述的无人机多连接切换方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序配置为由处理器调用时实现权利要求1－7中任一项所述的无人机多连接切换方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法，其特征在于,包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法，其特征在于，在所述步骤一中，包括：
3.根据权利要求2所述的基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法，其特征在于，在所述步骤2中，所述模糊逻辑包括模糊化模块、推理模块、去模糊化模块，其运行过程如下：
4.根据权利要求3所述的基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法，其特征在于，所述模糊化模块中，预定义的输入输出的语言变量集合分别为：
5.根据权利要求3所述的基于模糊逻辑的无人机多连接切换方法，其特征在于，所述推理模块中，采用最大-最小的推理方式得到模糊输出集合的隶属度，即其中μx表示平均rsrp隶属度，μy表示平均rsrp改变率的隶属度，μz表示平均基站负载的隶属度，对于每条规则，通过取输入的隶属度的最小值来得到输出的隶属度；为了结合不同的规则，通过取各条规则中输入的隶属...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑福春，赖礼锋，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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