(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111471710.9 (22)申请日 2021.12.0 6 (71)申请人 中国通信建 设第四工程局有限公司 地址 450052 河南省郑州市二七区中原东 路102号 (72)发明人 李新文　 (74)专利代理 机构 西安创知专利事务所 61213 代理人 卫苏晶 (51)Int.Cl. H04W 4/40(2018.01) H04W 24/02(2009.01) H04W 72/04(2009.01) H04L 41/16(2022.01) G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01)G06Q 10/04(2012.01) G06Q 10/06(2012.01) (54)发明名称 无人机通信系统及基于神经网络的资源分 配策略预测方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于神经网络的资源分 配策略预测方法， 包括以下步骤： 一、 无人机 无线 通信基站和用户下行传输系统的搭建； 二、 无人 机无线通信基站和用户位置的获取； 三、 确定通 信资源分配策略对应的评价指标并获取通信资 源分配策略对应的评价指标的权重； 四、 无人机 无线通信基站的最优通信资源分配策略的获取； 五、 训练数据的获取； 六、 LS TM神经网络模型的建 立及训练； 七、 无人机无线通信基站的通信资源 分配策略的预测。 本发明方法步骤简单， 设计合 理， 实现了无人机无线通信基站功率、 带宽资源 分配预测， 实现了最大化通信系统吞吐量并满足 资源分配的公平性。 权利要求书4页 说明书10页 附图1页 CN 114158010 A 2022.03.08 CN 114158010 A 1.一种基于神经网络的资源分配策略预测方法， 其特 征在于， 该 方法包括以下步骤： 步骤一、 无 人机无线通信基站和用户下 行传输系统的搭建： 步骤101、 设定地 面区域中存在N个用户； 步骤102、 设定在地面区域的上空存在无人机， 在无人机上搭建无线通信基站， 并记作 无人机无线通信基站； 其中， 无 人机无线通信基站相对地 面区域的高度为h； 步骤二、 无 人机无线通信基站和用户位置的获取： 步骤201、 建立三维直角位置坐标系OXYZ； 其中， OXY平面和地面区域重合， OZ轴垂直地 面区域指向天； 步骤202、 在三维直角位置坐标系OXYZ下， 获取第t个时刻第n个用户的位置坐标 其中， n和N均为正整数， 且1≤n≤N， 地面区域位于OXY平 面的第一象限， 且原点O和地面区域 的左下角重合， t为 正整数； 步骤203、 在三维直角位置坐标系OXYZ下， 获取第t个时刻无人机无线通信基站的位置 坐标uU(t)； 步骤204、 根据第t个时刻第n个用户的位置坐标 和第t个时刻无人机无线通信基站 的位置坐标uU(t)， 获取第t个时刻无 人机无线通信基站到用户n的直线距离dn(t)； 步骤三、 确定通信资源分配策略对应的评价指标并获取通信资源分配策略对应的评价 指标的权 重： 步骤301、 在第t个时刻时， 设定无人机无线通信基站的各个通信资源分配策略； 其中， 第t个时刻时无人机无线通信基站的通信资源分配策略的总数为I个， 第t个时刻时第i个通 信资源分配策略包括第t个时刻时第i个通信资源分配策略中无人机无线通信基站对用户n 的发射功率Pn(i,t)和第t个时刻第i个通信资源分配策略中无人机无线通信基站对用户n 的带宽分配Bn(i,t)； 步骤302、 确定无人机无线通信基站的各个通信资源分配策略对应的评价指标为通信 系统的公平指数和用户数据传输的吞吐量； 步骤303、 采用计算机建立评价指标判断矩阵A， 则评价指标判断矩阵A为 其中， a11＝a12＝1， a12和a21互为倒数， 且a12表示通信系统的公平指数评价 指标权重相对用户数据 传输的吞吐量评 价指标权重的比例度， a21表示用户数据 传输的吞吐 量评价指标权 重相对通信系统的公平指数评价指标权 重的比例度； 步骤304、 采用计算机获取判断矩阵A的最大特征值所对应的归一化特征向量为权重向 量W＝(w1,w2)T， 则w1为通信资源分配策对应的通信系统的公平指数评价指标的权重， 则w2为 通信资源分配策对应的用户数据传输的吞吐量评价指标的权 重； 步骤四、 无 人机无线通信基站的最优通信资源分配策略的获取： 步骤401、 采用计算机获取无人机无线通信基站的各个通信资源分配策略下通信系统 的公平指数和用户数据传输的吞吐量； 步骤402、 采用计算机从各个通信资源分配策略下对应的各个通信系统的公平指数和 用户数据传输的吞吐量， 得到各个通信系统的公平指数和用户数据传输的吞吐量的最优 值， 并将通信系统的公平指数的最优值记作y01， 用户数据传输的吞吐量的最优值记作y02；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114158010 A 2步骤403、 采用计算机根据公式 得到第i个通信资源分配策略下通信系统的公 平指数的无量纲 值xi1； 采用计算机根据公式 得到第i个通信资源分配策略下用户 数据传输的吞吐量的无量纲值xi2； 其中， i为正整数， 且 1≤i≤I， yi1表示第t个时刻第i个通 信资源分配策略下通信系统的公平指数， yi2表示第t个时刻第i个 通信资源分配策略下用户 数据传输的吞吐量； 步骤404、 采用计算机构造 评价指标 数据矩阵 步骤405、 采用计算机根据公式 得到第i个通信资 源分配策略下通信系统的公平指数评价指标对于通信系统的公平指数的最优值的灰色关 联度ri1； 其中， ζ表示分辨系数， 且0＜ ζ ＜1； 采用计算机根据公式 得到第i个通信资源分配策 略下用户数据传输的吞吐量评价指标对于用户数据传输的吞吐量的最优值的灰色关联度 ri2； 步骤406、 采用计算机根据第i个通信资源分配 策略下ri1和ri2， 得到评价矩阵R， 如下式： 步骤407、 采用计算机根据公式G＝WT×RT， 得到灰色关联度向量G， 采用计算机设定灰色 关联度向量 G为G＝(g1,g2,…gi,...gI)， 且gi＝w1×ri1+w2×ri2， gi表示第t个时刻第i个通信 资源分配策略与评价指标最优值的灰色关联度， 并将g1,g2,...gi,...gI按照从小到大顺序 进行排序， 则gmax所对应的通信资源分配策略为第t个时刻的最优通信资源分配策略； 其中， T表示转置； 步骤五、 训练数据的获取： 在无人机无线通信基站和N个用户移动过程中， 获取第T个时刻N个用户的位置坐标、 无权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114158010 A 3