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龍圖騰網(wǎng)獲悉北京理工大學申請的專利基于雙階段馬爾可夫過程的空基網(wǎng)絡(luò)部署方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN118843086B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-12發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202410808553.3，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H04W4/40；該發(fā)明授權(quán)基于雙階段馬爾可夫過程的空基網(wǎng)絡(luò)部署方法是由費澤松;趙樂;程衍碩;黃靖軒;王新奕設(shè)計研發(fā)完成，并于2024-06-21向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本基于雙階段馬爾可夫過程的空基網(wǎng)絡(luò)部署方法在說明書摘要公布了：本發(fā)明提供基于雙階段馬爾可夫過程的空基網(wǎng)絡(luò)部署方法，屬于無人機輔助通信網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，包括：建立包含城市環(huán)境模型、無人機模型及信道模型的系統(tǒng)模型；定義最小化任務(wù)執(zhí)行時間的優(yōu)化問題；分別設(shè)計MTS的馬爾可夫過程對應(yīng)的狀態(tài)空間、動作空間和收益函數(shù)、以及MMS的馬爾可夫過程對應(yīng)的狀態(tài)空間、動作空間和收益函數(shù)；通過深度強化學習算法分別訓練無人機在城市環(huán)境中的MTS模型與MMS模型，得到優(yōu)化問題的目標；根據(jù)MTS模型和MMS模型，執(zhí)行雙階段無人機部署，完成無人機從出發(fā)位置起飛到完成網(wǎng)絡(luò)覆蓋的數(shù)據(jù)收集任務(wù)。本發(fā)明能夠支持多無人機長時間的安全部署，實現(xiàn)無人機在城市環(huán)境下的三維軌跡規(guī)劃與高效部署，從而實現(xiàn)大規(guī)模區(qū)域下的網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

本發(fā)明授權(quán)基于雙階段馬爾可夫過程的空基網(wǎng)絡(luò)部署方法在權(quán)利要求書中公布了：1.基于雙階段馬爾可夫過程的空基網(wǎng)絡(luò)部署方法，其特征在于：包括如下步驟： 步驟S1、建立包含城市環(huán)境模型、無人機模型及信道模型的系統(tǒng)模型，城市環(huán)境模型涉及任務(wù)區(qū)域、建筑物集合以及地面用戶集合； 步驟S2、基于系統(tǒng)模型，定義最小化任務(wù)執(zhí)行時間的優(yōu)化問題，該優(yōu)化問題受到無人機的位置和機動的約束、任務(wù)執(zhí)行時間的約束、避障的約束、以及無人機網(wǎng)絡(luò)覆蓋和發(fā)射功率限制的約束； 步驟S3、基于系統(tǒng)模型，分別設(shè)計MTS的馬爾可夫過程對應(yīng)的狀態(tài)空間、動作空間和收益函數(shù)、以及MMS的馬爾可夫過程對應(yīng)的狀態(tài)空間、動作空間和收益函數(shù)，在任務(wù)執(zhí)行過程中，無人機需要依次經(jīng)過MTS和MMS以完成城市環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)覆蓋任務(wù)； 步驟S4、基于步驟S3所設(shè)計的MTS的馬爾可夫過程和MMS的馬爾可夫過程，通過深度強化學習算法分別訓練無人機在城市環(huán)境中的MTS模型與MMS模型，在MTS模型訓練過程中，目標為最小化MTS的任務(wù)時間TMTS，在MMS模型訓練過程中，目標為最小化MMS的任務(wù)時間TMMS，兩個階段的任務(wù)時間之和即為步驟S2中的優(yōu)化問題的目標Tmission＝TMTS+TMMS； 步驟S5、根據(jù)步驟S4所得的MTS模型和MMS模型，執(zhí)行雙階段無人機部署，完成無人機從出發(fā)位置起飛到完成網(wǎng)絡(luò)覆蓋的數(shù)據(jù)收集任務(wù)； 所述步驟S1中，所述城市環(huán)境模型中，任務(wù)區(qū)域為長、寬、高分別為L、W、H的方形空間，在該方形空間中隨機分布有Kb個建筑物，建筑物集合中的第kb個建筑物向量為假設(shè)在任務(wù)區(qū)域的地面分別隨機分布有地面用戶，地面用戶集合中的第g個地面用戶在t時刻的位置表示為pg,t＝[xg,t,yg,t,zg,t]，在任務(wù)區(qū)域中，無人機將從固定的起飛點p0＝[0,0,0]出發(fā)，完成對任務(wù)區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，其中，kb∈[1,Kb]，分別表示建筑物kb在x軸方向上所占區(qū)域的坐標的最小值與最大值，分別表示建筑物kb在y軸方向上所占區(qū)域的坐標的最小值與最大值，hb表示建筑物kb的高度，zg,t＝0； 所述步驟S1中，所述無人機模型中，無人機裝配下視天線，天線的覆蓋范圍角度為Θ，無人機飛行高度為H′，則地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍半徑為RC＝H′·tanΘ，滿足網(wǎng)絡(luò)覆蓋要求的地面用戶與無人機位置應(yīng)滿足||pg,t-pu,t||≤RC，無人機模型中存在K架無人機按照離散的時隙更新位置，所選定更新的無人機在時隙t的位置為pu,t＝[xu,t,yu,t,zu,t]＝T0·au,t⊙v+pu,t-1，其中，au,t＝[ax,t,ay,t,az,t]表示無人機在x、y、z軸方向上的前進方向，v＝[vx,vy,vz]表示無人機在x、y、z軸方向的飛行速度，T0表示時隙長度； 所述步驟S1中，所述信道模型中，空對地信道包括直射鏈路和非直射鏈路，對于直射鏈路，鏈路的信道增益為信道信噪比為du,g≥d0，對于非直射鏈路，鏈路的信道增益為信道信噪比為du,g≥d0，其中，d0＝1表示單位距離，du,g為無人機與對應(yīng)地面用戶的距離，ηLoS為直射鏈路下的路徑損耗指數(shù)，fc表示載波頻率，YLoS為直射鏈路下的隨機反射衰落分布參數(shù)，GLoS為直射鏈路下的通信信道特征常數(shù)，ηNLoS為非直射鏈路下的路徑損耗指數(shù)，YNLoS為非直射鏈路下的隨機反射衰落分布參數(shù)，GNLoS為非直射鏈路下的通信信道特征常數(shù)。

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