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龍圖騰網(wǎng)獲悉重慶郵電大學(xué)申請(qǐng)的專利用戶位置不確定下NOMA無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)的和速率最大化方法獲國(guó)家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號(hào)為：CN114679787B 。

龍圖騰網(wǎng)通過(guò)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-12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(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為：202210281280.2，技術(shù)領(lǐng)域涉及：H04W72/044；該發(fā)明授權(quán)用戶位置不確定下NOMA無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)的和速率最大化方法是由王正強(qiáng);張浩;劉洋;萬(wàn)曉榆;樊自甫;駱江濤設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2022-03-21向國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。

本用戶位置不確定下NOMA無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)的和速率最大化方法在說(shuō)明書(shū)摘要公布了：本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)用戶位置不確定下非正交多址接入Non?OrthogonalMultipleAccess，NOMA無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)的和速率最大化方法，包括：初始化最大迭代次數(shù)和最大誤差因子、用戶功率分配、無(wú)人機(jī)位置、二進(jìn)制解碼順序初始值、用戶速率；根據(jù)給定的初始值，通過(guò)內(nèi)層迭代算法求出用戶速率、用戶分配功率、無(wú)人機(jī)的位置、二進(jìn)制解碼順序，如果用戶速率滿足誤差精度的判斷條件，輸出用戶速率并進(jìn)入外層算法，否則迭代更新用戶分配功率、無(wú)人機(jī)位置、二進(jìn)制解碼順序初始值、用戶速率。在外層算法中，判斷輔助變量是否滿足誤差因子，如果滿足條件，迭代更新懲罰參數(shù)，否則更新迭代次數(shù)，最后，判斷迭代次數(shù)是否滿足最大迭代次數(shù)，如果滿足條件，輸出系統(tǒng)和速率，否則進(jìn)入內(nèi)層算法并將求解出的值作為下次迭代更新的初始值。

本發(fā)明授權(quán)用戶位置不確定下NOMA無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)的和速率最大化方法在權(quán)利要求書(shū)中公布了：1.一種用戶位置不確定下NOMA無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)的和速率最大化方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1：根據(jù)一種用戶位置不確定下NOMA無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)的和速率最大化方法構(gòu)建基于NOMA的無(wú)人機(jī)通信系統(tǒng)，在這個(gè)系統(tǒng)中考慮用戶位置不確定性、最小用戶速率門(mén)限、二進(jìn)制解碼順序，通過(guò)這些約束條件構(gòu)建聯(lián)合優(yōu)化無(wú)人機(jī)的位置、無(wú)人機(jī)功率分配來(lái)最大化系統(tǒng)和速率； 在下行網(wǎng)絡(luò)中無(wú)人機(jī)作為熱點(diǎn)覆蓋地面的用戶，單個(gè)無(wú)人機(jī)采用單天線向配有單天線的K個(gè)地面用戶發(fā)送廣播信號(hào)，無(wú)人機(jī)的最大發(fā)射功率為Puav，無(wú)人機(jī)的飛行高度表示為H，無(wú)人機(jī)的部署位置表示為q＝[x,y]，地面用戶的位置表示成wm＝[xm,ym]T,m＝1,...,K,對(duì)于無(wú)人機(jī)發(fā)送給地面用戶的信號(hào)具有相同的頻帶，采用在功率域上進(jìn)行疊加的NOMA協(xié)議進(jìn)行發(fā)送,在無(wú)人機(jī)估計(jì)地面用戶位置不確定的情況下，無(wú)人機(jī)估計(jì)的用戶位置表示為we,m＝xe,m,ye,m,m＝1,...,K，用戶實(shí)際位置和估計(jì)位置之間的關(guān)系為xm＝xe,m+Δxe,m,ym＝y(tǒng)e,m+Δye,m,m＝1,...,K，其中Δxe,m和Δye,m分別表示對(duì)xm和ym的估計(jì)誤差，并滿足其中Qm表示第m個(gè)用戶的誤差集合，εm表示第m個(gè)用戶誤差半徑；高斯白噪聲服從均值為0，方差為σ2的正態(tài)分布，通過(guò)上述參數(shù)構(gòu)建和速率最大化優(yōu)化問(wèn)題： 其中P＝{pn,n＝1,...,K}表示無(wú)人機(jī)分配給用戶的功率，Q＝{q}表示無(wú)人機(jī)的位置，A＝{αj,n,n＝1,...,K,j＝1,...,K}表示用戶j和用戶n相對(duì)無(wú)人機(jī)位置遠(yuǎn)近關(guān)系，表示第m個(gè)用戶的信道增益，β0表示單位距離的信道功率增益，Puav表示無(wú)人機(jī)的最大發(fā)射功率，表示無(wú)人機(jī)到用戶j的距離，表示無(wú)人機(jī)到用戶n的距離，m∈{n∪ψn}表示用戶n的信號(hào)不僅在用戶n處解碼而且在用戶ψn＝{k∣bk,n＝1,k≠n,n＝1,...,K,k＝1,...,K}也能進(jìn)行解碼； 步驟2：為了解決和速率最大化問(wèn)題1.1-1.5，對(duì)1.1-1.5問(wèn)題做如下等價(jià)處理，和速率最大化問(wèn)題1.1-1.5等價(jià)為如下問(wèn)題 其中，R＝{Rn,n＝1,...,K}表示地面用戶的速率，引入第n個(gè)用戶的速率表達(dá)式在問(wèn)題1.1-1.5中目標(biāo)函數(shù)1.1是關(guān)于Rn單調(diào)遞增的，所以將轉(zhuǎn)換為問(wèn)題1.6-1.9中的約束1.7是成立的，對(duì)于問(wèn)題1.6-1.9，如果m∈{n∪ψn}，有bm,n＝1成立，否則，bm,n＝0；因此將問(wèn)題1.6-1.9等價(jià)轉(zhuǎn)換為如下式子； 其中，在問(wèn)題1.10-1.14的約束1.14中引入二進(jìn)制變量bm,n∈{0,1}表示解碼決策因子；由于用戶位置的不確定性，對(duì)于問(wèn)題1.10-1.14中的約束1.11，約束1.11左邊有參數(shù)wm存在于的表達(dá)式中,的表達(dá)式寫(xiě)為 式子1.15轉(zhuǎn)換得到 因?yàn)槭?.16是關(guān)于x-xm2+y-ym2單調(diào)遞減的，因此可以考慮以下問(wèn)題 通過(guò)將式1.17帶入到1.16式中，可以獲得 其中， 然后將式1.19帶入到問(wèn)題1.10-1.14的約束1.11中并引入輔助變量集合T＝{tm,n,m＝1,...,K,n＝1,...,K}將問(wèn)題1.10-1.14的約束1.11寫(xiě)為 log2tm,n+pn-log2tm,n≥bm,nRn,m＝1,...,K,n＝1,...,K1.20 此外將問(wèn)題1.10-1.14中的{αj,n、bm,n}當(dāng)作輔助變量，將問(wèn)題1.10-1.14中約束1.13的分段二進(jìn)制約束1.5以及分段二進(jìn)制約束1.14分別等價(jià)轉(zhuǎn)換為 αn,n＝0,n＝1,...,K,1.22 αj,n∈{0,1},j≠n,j＝1,...,K,n＝1,...,K,1.23 αn,j+αj,n＝1,j≠n,j＝1,...,K,n＝1,...,K,1.24 αj,nH2+||q-wj||2≤H2+||q-wn||2,j≠n,j＝1,...,K,n＝1,...,K.1.25 bm,m＝1,m＝1,...,K,1.26 bm,n∈{0,1},m≠n,m＝1,...,K,n＝1,...,K,1.27 bm,n+bn,m＝1,m≠n,m＝1,...,K,n＝1,...,K,1.28 bm,nH2+||q-wm||2≤H2+||q-wn||2,m≠n,m＝1,...,K,n＝1,...,K.1.29 其中，將整數(shù)約束1.23、1.27分別等價(jià)轉(zhuǎn)換為連續(xù)不等式約束 0≤αj,n≤1,j＝1,...,K,n＝1,...,K,1.30 0≤bm,n≤1,m＝1,...,K,n＝1,...,K,1.32 將問(wèn)題1.10-1.14中的約束1.11、約束1.13中的1.5式以及約束1.14進(jìn)行綜合處理，將混合整數(shù)非凸優(yōu)化問(wèn)題1.10-1.14轉(zhuǎn)化為連續(xù)非凸優(yōu)化問(wèn)題； 步驟3：對(duì)變量P，Q，A，B和輔助變量T，R進(jìn)行初始化；初始化外層迭代次數(shù)o＝0，和懲罰因子λ＞0,μ＞0，最大誤差因子ν＞0，ν1＞0，ν2＞0； 步驟4：對(duì)于第o+1次外層迭代，從第o次外層迭代的結(jié)果出發(fā)，固定懲罰因子λ,μ，采用變量替換，聯(lián)合無(wú)人機(jī)的位置、功率分配以及二進(jìn)制解碼順序求解和速率最大化問(wèn)題： 步驟5：判斷外層算法中的條件是否滿足誤差因子,如果滿足就按λ＝c1λ,μ＝c2μ更新懲罰因子，否則就更新迭代次數(shù)o＝o+1；然后再判斷迭代次數(shù)是否滿足最大化迭代次數(shù)，如果滿足跳出外層算法并輸出最終結(jié)果，否則再次進(jìn)入內(nèi)層算法并重復(fù)步驟4和步驟5； 所述步驟4具體包括： 4.1以第o次外層迭代得到的計(jì)算結(jié)果對(duì)變量初始化；初始化內(nèi)層迭代次數(shù)i＝0； 4.2根據(jù)凸優(yōu)化理論，在第i+1次內(nèi)層迭代中將問(wèn)題1.37-1.39約束1.38中的非凸約束1.20、1.21分別通過(guò)泰勒公式近似為以下凸約束： 其中表示變量{tm,n,bm,n,Rn}在第i次內(nèi)層迭代的計(jì)算結(jié)果；問(wèn)題1.37-1.39約束1.38中的非凸約束1.25和1.29分別等價(jià)轉(zhuǎn)換為 其中表示變量{q,αj,n,bm,n}在第i次內(nèi)層迭代的計(jì)算結(jié)果；將問(wèn)題1.37-1.39約束1.38中的非凸約束1.31、1.33引入輔助變量分別等價(jià)轉(zhuǎn)換為 其中，Φ＝{φj,n,j＝1,..,K,n＝1,...,K}，分別是松弛變量的集合，表示變量{αj,n,bm,n}內(nèi)層算法在第i次的計(jì)算結(jié)果； 綜合上述分析，問(wèn)題1.37-1.39以及約束1.38以及1.39近似為 4.3判斷內(nèi)層算法是否滿足閾值ν，若是，則輸出計(jì)算結(jié)果；否則重復(fù)步驟4.2和4.3。

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