香港中文大学(深圳);深圳市未来智联网络研究院黄川获国家专利权
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龙图腾网获悉香港中文大学(深圳);深圳市未来智联网络研究院申请的专利一种面向统一体制天空地网络的任务调度方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119946721B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510414746.5,技术领域涉及:H04W28/08;该发明授权一种面向统一体制天空地网络的任务调度方法是由黄川;王嘉晨;李然;崔曙光设计研发完成,并于2025-04-03向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种面向统一体制天空地网络的任务调度方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种面向统一体制天空地网络的任务调度方法,包括以下步骤:构建统一体制天空地网络中以任务为导向的通信场景;确定任务调度的目标问题,并将目标问题建模为马尔可夫决策过程;构建以多智能体近端策略优化为基础的策略‑价值神经网络架构;对构建的策略‑价值神经网络架构进行训练,得到训练好的策略‑价值神经网络,并基于训练好的策略‑价值神经网络与真实环境交互,动态更新信息年龄,并根据实时反馈应用策略。本发明能够针对网络架构特性和时变约束,结合强化学习框架,有效提升调度效率并优化任务分配。
本发明授权一种面向统一体制天空地网络的任务调度方法在权利要求书中公布了:1.一种面向统一体制天空地网络的任务调度方法,其特征在于:包括以下步骤: 构建统一体制天空地网络中以任务为导向的通信场景; 确定任务调度的目标问题,并将目标问题建模为马尔可夫决策过程; 所述任务调度的目标问题为最小化用户的信息年龄及接入点的能耗; 所述将目标问题建模为马尔可夫决策过程包括以下四个部分: (1)动作:在时间t时接入点k的动作向量定义为,其中表示的第(u,p)个元素,表示接入点k的资源块p在时间t时分配给用户u,而表示接入点k的资源块p在时间t时未分配给用户u;每个资源块即一个信道,总信道数定义为P; (2)状态:接入点k的状态空间包括信息年龄和传输记录向量两个关键组成部分: 信息年龄:信息年龄测量用户接收到信息的新鲜度,对于给定的用户u,在时间t时,信息年龄定义为: 其中,t是当前时间,是最近一次更新或接收到信息的时间戳,指示上次更新信息的时间; 传输记录向量:由于卫星和无人机的传播时延,任务数据包无法即时到达用户端,为监视任务数据包的传输过程,定义接入点k与用户u之间的传输记录向量为:,其中:表示自然数集合,表示接入点k与用户u之间的传播时延; 当接入点k将任务数据包发送给用户U时,的相应元素将设置为1,并在每个时间步中增加1,直到达到;一旦到达,该元素将重置为0,中的第d个元素的更新步骤总结如下: (3)状态转移:在统一体制天空地网络中,状态是否转移取决于用户是否成功接收到数据包,基于传输记录向量,用户的信息年龄转移表示为: 其中,是示性函数,满足条件时为1,否则为0; 第一种情况中,当任一基站为用户u提供服务,将重置为1; 第二种情况中,如果用户u没有被任何基站服务,并且未从无人机或卫星接收服务数据包,则递增1,即; 第三种情况中,若任何基站都没有为用户u提供服务,但从无人机或卫星成功接收到数据包,将在当前自身信息年龄和收到数据包的信息年龄中选择最小的一个作为新的信息年龄; (4)奖励:奖励函数结合了当前的信息年龄和能量消耗,表示为: 其中,U,P,K分别表示用户总数,信道总数与接入点总数,表示接入点k服务u需要消耗的能量; 基于上述马尔可夫决策过程建模,用户u的平均信息年龄定义为: 其中,表示数学期望,用户u的平均能量消耗定义为: 总的目标函数为: 其中,和分别是信息年龄与能量消耗的权重,联合优化问题建立为: 其中,k与为两个不同的接入点,与分别为接入点k与和用户u之间的传播时延,公式(9)限制资源块只能被最多一个用户利用,公式(10)考虑到了网络中的时间与空间干扰,二者共同确保任务调度的合理性; 构建以多智能体近端策略优化为基础的策略-价值神经网络架构; 对构建的策略-价值神经网络架构进行训练,得到训练好的策略-价值神经网络,并基于训练好的策略-价值神经网络与真实环境交互,动态更新信息年龄,并根据实时反馈应用策略。
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