本项技术介绍了一种利用区块链技术实现多无人机频谱动态授权和干扰协调的创新方法。该方法涉及确定当前时隙可用的子载波集合,无人机发起频谱接入请求,以及基站依据可用频谱资源池进行响应。通过区块链技术,该方法旨在提高频谱利用率和通信效率,同时降低无人机间的干扰。
背景技术
近年来,民用无人机市场发展迅猛,市场保有量激增,广泛应用于电力巡检、视频监控、交通管制、应急救援等多个领域。随着无人机市场不断扩大,对其通信性能提出了新的要求。然而,现有的低空可利用频谱资源严重不足,难以支撑无人机的通信需求。
与此同时,由于无人机较高的飞行高度,与地面UE相比,其通常具有更高的LOS径概率,这使得无人机上行信号会被更多站点接收到,同时其本身会探测到来自更多站点的下行信号,导致更严重的同频干扰问题。此外,为满足自身业务需要,无人机可能存在恶意占用、违规使用等问题,影响低空飞行安全。
区块链本质上是一种结合了密码学技术的分布式数据账本,由于其分布式和去中心化的特点,区块链上的数据具有不可篡改性和可溯源性。利用区块链可实现不同主体间资源的动态共享,实现资源的充分利用,同时将无人机的参数信息与用频信息记录在区块链上,可实现对无人机的用频监管。
公开号为CN115866768A的中国专利中公开了一种基于区块链的无人机与地面网络频谱交易实现方法,该发明采用基于干扰的频谱定价模型,降低了频谱交易中无人机对地面基站造成的加权累计干扰,充分利用频谱交易中无人机基站部署的灵活性,基于粒子群算法实现无人机干扰协调机制,进一步降低了无人机对地面基站造成的干扰,利用多无人机联合部署,相比于单无人机部署进一步降低了无人机对地面基站产生的干扰,通过设计参数干扰权重因子,实现了较高的服务质量。然而该发明需要依赖于频谱定价模型,计算复杂程度高,难以实现动态授权和干扰协调。
公开号为CN114173419A的中国专利中公开了一种基于区块链的无人机辅助车联网频谱分配方法,UNL中的节点与其本地候选集进行比较,本地候选集即UAV保留在其本地的频谱资源信息集,该资源信息是实时更新的,空闲的频谱才会在此候选集中。如果请求的信道在本地候选集中是空闲的,则该事务将会获得投票;如果请求的频谱未在本地候选集中,则节点根据请求节点使用此频谱是否给自身带来有害干扰来判定是否允许使用;UNL中的节点把投票结果通过网络广播回主节点,主节点统计事务的票数;当请求事务获得超过50%的投票时,该事务通过,投票停止;如果UNL的所有节点都完成了对该交易的投票或超过一定时间限制仍未获得超过50%的节点投票,则该事务被丢弃,主节点重新提交其它频谱和功率请求。该发明虽然采用了区块链技术进行频谱管理,但该方案未涉及到干扰协调与管理。该发明中的UAV作为辅助节点处理与其通信的车辆的频谱需求,但他的优化问题并没有考虑对其他的节点所造成的干扰,共识机制主要是检验其他节点对分配策略的容忍度,这在干扰容忍度较低的节点处很难获得投票;并且,由于求解方案未考虑到干扰问题,所以不能够根据其他节点的容忍度去动态调整其分配方案,即使重新计算和提交,也无法保证新的分配方案能有效减少干扰,从而影响整体网络性能。
实现思路