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龍圖騰網獲悉西安電子科技大學申請的專利一種基于多時間尺度的空地一體化通信網絡覆蓋方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115665775B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202211332474.7，技術領域涉及：H04L5/00；該發明授權一種基于多時間尺度的空地一體化通信網絡覆蓋方法是由李建東;張藝如;劉俊宇;盛敏;史琰;趙晨曦設計研發完成，并于2022-10-28向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種基于多時間尺度的空地一體化通信網絡覆蓋方法在說明書摘要公布了：本發明提供一種基于多時間尺度的空地一體化通信網絡覆蓋方法，屬于通信網絡技術領域，解決了現有技術中如何最大化每單位無人機能耗的傳輸信息量以實現最佳能效的問題；包括初始化相關參數、關聯策略、資源分配和飛行軌跡；求解給定飛行軌跡和資源分配的子問題一，得出關聯策略；基于子問題一的結果，求解給定飛行軌跡和關聯策略的子問題二，得出資源分配；基于子問題一和二的結果，求解給定資源分配和關聯策略的子問題三，得出飛行軌跡；通過重復迭代優化過程，直至結果收斂，得出最終關聯策略、資源分配和飛行軌跡；本發明以多時間尺度的方式，聯合優化用戶關聯、資源分配以及空中基站飛行軌跡，從而使方法更貼合實際，應用效果極大提升。

本發明授權一種基于多時間尺度的空地一體化通信網絡覆蓋方法在權利要求書中公布了：1.一種基于多時間尺度的空地一體化通信網絡覆蓋方法，其特征在于，包括如下步驟： S1、對系統的參數進行初始化，所述參數包括地面用戶參數、空中基站參數和其他輔助參數； S2、初始化關聯策略、資源分配和飛行軌跡；在進行初始化時，資源分配為對每個用戶平均分配資源，飛行軌跡為空中基站從初始位置出發，沿特定方向直線飛行； S3、進行迭代優化計算，求解給定飛行軌跡和資源分配的子問題一，所述子問題一的目標函數為最大化系統效率，求解得出關聯策略； S4、求解給定軌跡和關聯策略的子問題二，所述子問題二的求解過程中，關聯策略和資源分配所使用的時間尺度不同，因此求解過程中運用多時間尺度同一化的方法，依據所述子問題一得出的關聯策略，求解得出資源分配； S5、求解給定資源分配和關聯策略的子問題三，依據所述子問題一得出的關聯策略和所述子問題二得出的資源分配，求解得出飛行軌跡； S6、重復步驟S3至S5的迭代優化計算過程，直至子問題一、子問題二和子問題三的求解結果收斂，得出最終的關聯策略、資源分配和飛行軌跡，完成空地一體化通信網絡覆蓋的聯合優化； 所述步驟S1的具體初始化內容如下： S1-1、初始化地面用戶的數目、空中基站的數目、飛行軌跡規劃的時隙數N、飛行軌跡規劃的時隙長度、資源分配的時隙數M、資源分配的時隙長度；并將空中基站的集合表示為={1,2,...,}，地面用戶的集合表示為={1,2,...,}； S1-2、初始化地面用戶的位置、衛星的位置以及空中基站的位置，包括： 地面用戶的位置隨機分布、衛星處于初始位置、空中基站處于初始位置，所述空中基站通過所述衛星進行回程連接；第k個地面用戶的水平坐標為；衛星在第n個時隙的水平位置表示為；衛星高度為H，第u個空中基站的固定高度為；每一個地面用戶只關聯一個空中基站； S1-3、初始化系統中的其他輔助參數，包括、、、、迭代次數j=0、、； 所述步驟S3的具體內容包括： S3-1、規定關聯策略：規定一個空中基站可以同時為最多個地面用戶提供通信服務，其中；引入二進制變量，表示第k個地面用戶是否在第n個時隙連接到第u個空中基站，如果連接，則 =1，否則 =0；得出如下式的關聯策略： S3-2、規定子問題一的目標函數，所述子問題一的目標函數與所述子問題二及子問題三的目標函數均相同，為最大化系統效率的目標函數，如下： S3-3、求解子問題一，包括： 子問題一的優化問題為： 將二元性關聯變量松弛為連續變量，將子問題一改寫為： 引入懲罰函數F= -1，所述懲罰函數為凸函數，子問題一進一步改寫為： 其中，是一個懲罰因子，目標函數 F是凹函數的差，即 F；在第j+1次迭代中，將目標中的F替換為一階泰勒展開式，如下： 并得出： 依據上述過程，子問題一轉化為如下線性規劃： 此時已可通過代入給定飛行軌跡和資源分配，使用CVX工具對子問題一進行求解，所述子問題一的求解變量即為關聯策略； 所述步驟S4的具體內容包括： S4-1、規定資源分配：在空中基站的資源分配中，空中基站以固定的時隙長度為單位進行更新；使用表示在時隙內接入鏈路為第個地面用戶分配的帶寬比例，該帶寬比例是介于0和1之間的離散值；每個子載波只分配給一個地面用戶，如果子載波的數量足夠大，則在0和1之間近似連續；基于上述規定，得出如下式的資源分配： S4-2、建立并運用時間尺度同一化模型；在子問題二的優化求解過程中，關聯策略和資源分配使用的時間尺度不同，依據不同條件下的時間尺度同一化模型和關聯策略的特點，得到時間尺度同一化后的資源分配； S4-3、求解子問題二，包括： 子問題二的優化問題為： 統一時間尺度和，將如步驟S4-2中方式轉化為； 此時的目標函數如下： 此時已可通過代入子問題一求出的關聯策略和給定飛行軌跡，使用CVX工具對子問題二進行求解，所述子問題二的求解變量即為資源分配； 所述步驟S4-2中，依據不同條件下的時間尺度同一化模型和關聯策略的特點，得到時間尺度同一化后的資源分配，具體分為如下五種情況： 情況一、若資源分配的中位數能體現資源分配特點時，將時隙長度更小的與時隙長度較大的相除，即c= ，得到兩個不同時間尺度長度的對應關系；然后將每c個的值取其中位數得到； 情況二、若資源分配在某一段時間具有代表性或內存不足時，將時隙長度更小的與時隙長度較大的相除，即c= ，得到兩個不同時間尺度長度的對應關系；然后將每c個的值取出部分具有代表性的值再作平均得到； 情況三、若資源分配全部時間均具有代表性時，將時隙長度更小的與時隙長度較大的相除，即c= ，得到兩個不同時間尺度長度的對應關系；然后將的值每c個取一次平均得到； 情況四、若資源分配的最值能體現資源分配特點時，將時隙長度更小的與時隙長度較大的相除，即c= ，得到兩個不同時間尺度長度的對應關系；然后將的值每c個取其最值得到； 情況五、若資源分配具有隨機性時，將時隙長度更小的與時隙長度較大的相除，即c = ，得到兩個不同時間尺度長度的對應關系；然后將每c個的值隨機取若干個值再作平均得到。

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