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龙图腾网获悉西安三航实业有限公司申请的专利基于5G与物联网的无人机低空网络通信管理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：CN119364313B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-21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：202411478184.2，技术领域涉及：H04W4/40；该发明授权基于5G与物联网的无人机低空网络通信管理方法是由刘华琦;李佳煜;李晶;张凯华;孔令普;王立辉;逯也;程靖义;刘鲁琦设计研发完成，并于2024-10-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于5G与物联网的无人机低空网络通信管理方法在说明书摘要公布了：基于5G与物联网的无人机低空网络通信管理方法，涉及通信控制技术领域，步骤包括：无人机选择5G网络切片构建虚拟网络，并按分配的任务设置网络切片带宽，同时选择出多个可以使用的网络切片并对这些网络切片的带宽资源都根据任务进行预设，无人机进行空中测试和评估，对通讯环境进行监测和计算，以发射功率为判断标准，筛选可以顺利完成任务的网络切片，无人机连接网络切片并执行飞行任务，并在网络切片内部动态调整其通信参数，使无人机处在最佳的参数配置以提供更加优良的通讯质量，无人机根据通信参数调整结果自动切换网络切片，通过先网络切片筛选再实时调整通讯参数的方式，充分发挥网络切片的性能，保证连接的稳定性。

本发明授权基于5G与物联网的无人机低空网络通信管理方法在权利要求书中公布了：1.基于5G与物联网的无人机低空网络通信管理方法，其特征在于，步骤包括： 步骤1:无人机选择5G网络切片构建虚拟网络，并按分配的任务设置网络切片带宽； 无人机选择5G网络切片构建虚拟网络，并按分配的任务设置网络切片带宽的逻辑为无人机根据执行任务所需的带宽、延迟和QoS初步选择网络切片，设定无人机需要执行的任务数量和每个任务在总体任务中的权重，根据这些任务的权重分配网络切片的带宽资源，所依据公式为： Ri是分配给任务i的带宽； Wi是任务i的权重，反映其优先级； 是所有任务权重的总和； n是任务总数量； R是网络切片的总带宽； 所述步骤1选择的网络切片数量不止一个，同时将选择的所有网络切片对内部均同样方式进行带宽分配预设； 步骤2：无人机进行空中测试和评估，根据通讯环境筛选可以顺利完成任务的网络切片； 步骤2为无人机进行空中测试和评估，根据通讯环境筛选可以顺利完成任务的网络切片，将无人机进行试飞并监测通讯环境数据，通讯环境数据包括无人机接收到的信号强度、无人机距基站的距离和信号频率，通过频谱分析仪获得无人机与基站间的反射、折射和衍射损耗、相位噪声功率和背景噪声功率，多径信号分析仪检测多径效应造成的损耗，信号强度检测仪器通过检测无人机在不同障碍物后的信号强度变化得出穿透损耗，分别对信号强度、信噪比、延迟进行计算，用以评判当前无人机通讯在当前环境中的通讯情况，信号强度RSSI所依据公式如下： RSSI＝Preceived-Ploss FSPL＝20log10d+20log10f+20log104πc Ploss＝FSPL+FZ+DS+CS 其中，Preceived是无人机接收到的信号强度，Ploss是信号在传播过程中受到的损耗功率，FSPL为自由空间路径损耗，d是通信距离，f是信号频率，c是光速，d、f、c进行无量纲处理，FZ为反射、折射和衍射损耗，DS为多径效应损耗，CS为穿透损耗，当RSSI值高于-70dBm认定通信质量较好，信号强度较高，可以满足当前通讯需求，否则信号强度认定不满足通讯需求，提高信号发射功率以提高信号强度； 通过频谱分析仪测量相位噪声和环境的背景噪声，信噪比SNR所依据公式如下： N＝kTB Psignal是信号功率，N是热噪声功率，k是玻尔兹曼常数，T是环境的绝对温度，B是带宽，XZ式相位噪声功率，BZ是背景噪声功率， 当SNR25dB时，认定满足通讯使用所需信噪比，否则认定为不满足通讯使用所需信噪比，则提高发射功率以增强信号接收效果； 延迟Latency所依据公式如下： Latency＝Treceived-Tsent 其中，Treceived是数据包到达时间，Tsent是数据包发送时间，Latency10ms时认定满足通讯使用所需延迟，否则认定延迟过高不满足通讯需求，提高发射功率以降低延迟； 提高发射功率使信号强度、信噪比和延迟均满足通讯需求，对满足通讯需求状态下的发射功率Pfs进行判断，当Pfs23Pza时，认定本网络切片不能使无人机顺利完成任务，则切换网络切片，当Pfs≤23Pza时，认定此网络切片可以使无人机顺利完成任务，Pza为基站最大发射功率； 步骤2检测步骤1中选择所有网络切片，并将可以使无人机顺利完成任务的切片保留，去除不能使无人机顺利完成任务的网络切片 步骤3：无人机连接网络切片并执行飞行任务，并在网络切片内部动态调整其通信参数； 所述步骤3为无人机连接网络切片并执行飞行任务，并在网络切片内部动态调整其通信参数，无人机从步骤2中选定一个网络切片，剩下的网络切片作为备用，无人机进行飞行任务并实时调整网络切片内的通讯参数，无人机记录的通讯参数为信号强度、宽带利用率、干扰强度，并将信号强度、干扰强度进行无量纲处理，采用动态学习法调整通讯参数，设定奖励函数如下： R＝α·RSSI+β·B-γ·Ploss R为即时奖励，RSSI为信号强度，B为带宽利用率，Ploss为干扰强度，α、β、γ为权重系数，α0、β0、γ0； 设定参数调整的动作有增加发射功率a1、切换调制方式a2、切换天线模式a3、增加带宽a4，在初始状态s1下设定每个动作的Qs1,ay值均为0，而后进行Q-learning强化学习，在当前通讯参数的状态si下，选择进行一个动作ay，通讯系统的状态进入下一个状态si+1，并且根据新状态生成即时奖励R，在下一个状态si+1中选择最大的Q值的动作，通过加权运算更新当前状态进行动作ay的Q值，同时将每个状态下进行每个动作所产生的Q值不停更新并记录成Q表，所依据公式如下： α为学习率，α0，R为即时奖励，γ为折扣因子，γ0，si+1为执行动作后到达的新状态，Qsi,ay表示在状态si下执行动作ay的Q值，i表示状态序列的检索变量，i∈N，y表示动作的检索变量，y∈N且1≤y≤3，表示在下一个状态si+1中进行所有动作中产生的最大Q值，在进行第一步动作之前将下一个状态si+1的最大Q值设为0，Qnewsi,ay为更新后的状态si进行ay的Q值，Qoldsi,ay为更新前的状态si进行ay的Q值； 当Q值更新幅度小于0.01时认定当时状态所处通讯参数为最佳状态，并将发射功率、调制方式、天线模式、带宽按照此状态设置，否则继续进行训练学习，当发射功率大于100％或所有任务总带宽超过本网络切片最大允许带宽而Q值更新仍大于0.01时，则切换网络切片； 步骤4：无人机根据通信参数调整结果自动切换网络切片。

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