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一種面向空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)軌跡優(yōu)化和任務(wù)卸載方法

文檔序號:41759067發(fā)布日期:2025-04-29 18:28閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種面向空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)軌跡優(yōu)化和任務(wù)卸載方法,其特征在于,

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)軌跡優(yōu)化和任務(wù)卸載方法,其特征在于,所述網(wǎng)絡(luò)模型分為三層結(jié)構(gòu),地面層、空中層和太空層;

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)軌跡優(yōu)化和任務(wù)卸載方法,其特征在于,所述節(jié)點(diǎn)通信模型中,無人機(jī)與地面用戶之間的通信鏈路為視距鏈路los或非視距鏈路nlos;los的路徑損耗為對應(yīng)nlos的路徑損耗為其中βlos和βnlos分別是區(qū)分los和nlos鏈路的兩個不同的衰減因子,αmn(t)是功率增益,對于該通信鏈路的平均路徑損失定義為:

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)軌跡優(yōu)化和任務(wù)卸載方法,其特征在于,所述任務(wù)卸載能耗模型初始化時,每個地面用戶被隨機(jī)分配一定數(shù)據(jù)量的計算任務(wù),地面用戶需要將任務(wù)上傳由上行鏈路傳輸至uav中,再由uav決定是否將任務(wù)上傳至leo衛(wèi)星計算或在自身中進(jìn)行計算,在整個任務(wù)計算周期內(nèi),主要考慮地面用戶和uav所消耗的能量,具體分為四個方面:

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)軌跡優(yōu)化和任務(wù)卸載方法,其特征在于,所述時延模型主要包含任務(wù)計算時延以及信息傳輸時延兩部分,其中任務(wù)計算時延涉及無人機(jī)計算時延以及衛(wèi)星計算時延,二者定義為:和信息傳輸?shù)臅r延分為上行時延、下行時延以及在無人機(jī)之間和無人機(jī)與衛(wèi)星之間的傳輸時延,定義為:

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)軌跡優(yōu)化和任務(wù)卸載方法,其特征在于,所述時序預(yù)測算法為將地面區(qū)域劃為多個小塊,以每小塊作為單元,利用真實數(shù)據(jù)集模擬單元內(nèi)地面用戶數(shù)量,將其作為歷史時序數(shù)據(jù),通過itransformer時序預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測;基于itransformer的時序預(yù)測模型為一種基于transformer的時序預(yù)測架構(gòu),不改變transformer的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),轉(zhuǎn)換注意力機(jī)制和前饋網(wǎng)絡(luò)的作用;將不同的變量分開考慮,每個變量被編碼成獨(dú)立的token,利用注意力機(jī)制建模不同變量間的相關(guān)性,利用前饋網(wǎng)絡(luò)建模變量的時序相關(guān)性,獲取序列時序表征;將歷史時序數(shù)據(jù)輸入,輸出未來時刻每一單元的用戶數(shù)量。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的面向空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)軌跡優(yōu)化和任務(wù)卸載方法,其特征在于,所述優(yōu)化問題具體為:

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的面向空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)軌跡優(yōu)化和任務(wù)卸載方法,其特征在于,所述多智能體深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法為一種基于層次學(xué)習(xí)的雙級qmix算法;包含高層決策網(wǎng)絡(luò)和底層決策網(wǎng)絡(luò)兩部分;


技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于空天地一體化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域,公開一種面向空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的無人機(jī)軌跡優(yōu)化和任務(wù)卸載方法。旨在優(yōu)化空天地一體化網(wǎng)絡(luò)中的任務(wù)卸載效率,重點(diǎn)關(guān)注能耗和時延的優(yōu)化,提出的方法綜合考慮空天地一體化網(wǎng)絡(luò)的各種情況,將解耦通信方式考慮其中,減小服務(wù)中斷影響。構(gòu)建優(yōu)化模型,目的是最小化時延與能耗加權(quán)和。為提高空天地一體化網(wǎng)絡(luò)中異構(gòu)智能體的協(xié)同性,基于一種層次強(qiáng)化學(xué)習(xí)的框架,提出基于層次學(xué)習(xí)的雙級Qmix算法,強(qiáng)化低軌衛(wèi)星與無人機(jī)協(xié)同。經(jīng)Pycharm平臺仿真,多場景驗證本發(fā)明在平均響應(yīng)時延、能耗及QoS指標(biāo)上優(yōu)勢顯著,有效提升網(wǎng)絡(luò)性能,滿足用戶需求。

技術(shù)研發(fā)人員:畢遠(yuǎn)國,張?zhí)煨?劉宇衡,劉羽霏,樊彥博
受保護(hù)的技術(shù)使用者:東北大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日:
技術(shù)公布日:2025/4/28
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