所屬的技術(shù)人員能夠理解，本發(fā)明的各個(gè)方面可以實(shí)現(xiàn)為系統(tǒng)、方法或程序產(chǎn)品。因此，本發(fā)明的各個(gè)方面可以具體實(shí)現(xiàn)為以下形式，即：完全的硬件實(shí)施方式、完全的軟件實(shí)施方式(包括固件、微代碼等)，或硬件和軟件方面結(jié)合的實(shí)施方式，這里可以統(tǒng)稱為“電路”、“模塊”或“平臺(tái)”。本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例中，提供一種基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線選擇與性能分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠用于實(shí)現(xiàn)上述基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線選擇與性能分析方法，具體的，該基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線選擇與性能分析系統(tǒng)包括構(gòu)建模塊、傳輸模塊以及輸出模塊。其中，構(gòu)建模塊，構(gòu)建基于無(wú)線攜能傳輸和多輸入單輸出-非正交多址接入通信的無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型；傳輸模塊，基于構(gòu)建的無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型，構(gòu)建能量收集和直接傳輸模型、協(xié)作傳輸模型；輸出模塊，基于無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型和能量收集和直接傳輸模型、協(xié)作傳輸模型，構(gòu)建傳輸天線選擇策略；分析無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的傳輸性能，推導(dǎo)基站下行傳輸中，蜂窩邊緣傳感器中斷概率的閉式解，并在閉式解的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)中斷概率的近似解，通過(guò)中斷概率的近似解降低計(jì)算復(fù)雜度和運(yùn)行時(shí)間。本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種終端設(shè)備，該終端設(shè)備包括處理器以及存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序包括程序指令，所述處理器用于執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)的程序指令。處理器可能是中央處理單元(central?processingunit，cpu)，還可以是其他通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(digital?signal?processor、dsp)、專用集成電路(application?specific?integrated?circuit，asic)、現(xiàn)成可編程門陣列(field-programmable?gate?array，fpga)或者其他可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、分立硬件組件等，其是終端的計(jì)算核心以及控制核心，其適于實(shí)現(xiàn)一條或一條以上指令，具體適于加載并執(zhí)行一條或一條以上指令從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)方法流程或相應(yīng)功能；本發(fā)明實(shí)施例所述的處理器可以用于基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線選擇與性能分析方法的操作，包括：構(gòu)建基于無(wú)線攜能傳輸和多輸入單輸出-非正交多址接入通信的無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型；基于構(gòu)建的無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型，構(gòu)建能量收集和直接傳輸模型、協(xié)作傳輸模型；基于無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型和能量收集和直接傳輸模型、協(xié)作傳輸模型，構(gòu)建傳輸天線選擇策略；分析無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的傳輸性能，推導(dǎo)基站下行傳輸中，蜂窩邊緣傳感器中斷概率的閉式解，并在閉式解的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)得到中斷概率的近似解，通過(guò)中斷概率的近似解降低計(jì)算復(fù)雜度和運(yùn)行時(shí)間。本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明還提供了一種存儲(chǔ)介質(zhì)，具體為計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(memory)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)是終端設(shè)備中的記憶設(shè)備，用于存放程序和數(shù)據(jù)。可以理解的是，此處的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)既可以包括終端設(shè)備中的內(nèi)置存儲(chǔ)介質(zhì)，當(dāng)然也可以包括終端設(shè)備所支持的擴(kuò)展存儲(chǔ)介質(zhì)，可以是任何包含或存儲(chǔ)程序的有形介質(zhì)，該程序可以被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)提供存儲(chǔ)空間，該存儲(chǔ)空間存儲(chǔ)了終端的操作系統(tǒng)。并且，在該存儲(chǔ)空間中還存放了適于被處理器加載并執(zhí)行的一條或一條以上的指令，這些指令可以是一個(gè)或一個(gè)以上的計(jì)算機(jī)程序(包括程序代碼)。需要說(shuō)明的是，此處的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的更具體的例子(非窮舉的列表)包括：具有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線的電連接、便攜式盤、硬盤、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、只讀存儲(chǔ)器(rom)、可擦式可編程只讀存儲(chǔ)器(eprom或閃存)、光纖、便攜式緊湊盤只讀存儲(chǔ)器(cd-rom)、光存儲(chǔ)器件、磁存儲(chǔ)器件、或者上述的任一合適的組合。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)還包括在基帶中或者作為載波一部分傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)，其中承載了可讀程序代碼。這種傳播的數(shù)據(jù)信號(hào)可以采用多種形式，包括但不限于電磁信號(hào)、光信號(hào)或上述的任一合適的組合?？勺x存儲(chǔ)介質(zhì)還可以是可讀存儲(chǔ)介質(zhì)以外的任何可讀介質(zhì)，該可讀介質(zhì)可以發(fā)送、傳播或者傳輸用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或者器件使用或者與其結(jié)合使用的程序?？勺x存儲(chǔ)介質(zhì)上包含的程序代碼可以用任何適當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)傳輸，包括但不限于無(wú)線、有線、光纜、rf等等，或者上述的任一合適的組合?？梢砸砸环N或多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的任一組合來(lái)編寫用于執(zhí)行本發(fā)明操作的程序代碼，程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言包括面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言—諸如java、c++等，還包括常規(guī)的過(guò)程式程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言—諸如“c”語(yǔ)言或類似的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。程序代碼可以完全地在用戶計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行、部分地在用戶設(shè)備上執(zhí)行、作為一個(gè)獨(dú)立的軟件包執(zhí)行、部分在用戶計(jì)算設(shè)備上部分在遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備上執(zhí)行、或者完全在遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備或服務(wù)器上執(zhí)行。在涉及遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備的情形中，遠(yuǎn)程計(jì)算設(shè)備可以通過(guò)任一種類的網(wǎng)絡(luò)，包括局域網(wǎng)(lan)或廣域網(wǎng)(wan)，連接到用戶計(jì)算設(shè)備，或者，可以連接到外部計(jì)算設(shè)備(例如利用因特網(wǎng)服務(wù)提供商來(lái)通過(guò)因特網(wǎng)連接)?？捎商幚砥骷虞d并執(zhí)行計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中存放的一條或一條以上指令，以實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例中有關(guān)基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線選擇與性能分析方法的相應(yīng)步驟；計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的一條或一條以上指令由處理器加載并執(zhí)行如下步驟：構(gòu)建基于無(wú)線攜能傳輸和多輸入單輸出-非正交多址接入通信的無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型；基于構(gòu)建的無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型，構(gòu)建能量收集和直接傳輸模型、協(xié)作傳輸模型；基于無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型和能量收集和直接傳輸模型、協(xié)作傳輸模型，構(gòu)建傳輸天線選擇策略；分析無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的傳輸性能，推導(dǎo)基站下行傳輸中，蜂窩邊緣傳感器中斷概率的閉式解，并在閉式解的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)得到中斷概率的近似解，通過(guò)中斷概率的近似解降低計(jì)算復(fù)雜度和運(yùn)行時(shí)間。請(qǐng)參閱圖8，終端設(shè)備為計(jì)算機(jī)設(shè)備，該實(shí)施例的計(jì)算機(jī)設(shè)備60包括：處理器61、存儲(chǔ)器62以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器62中并可在處理器61上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序63，該計(jì)算機(jī)程序63被處理器61執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)施例中的儲(chǔ)層改造井筒中流體組成計(jì)算方法，為避免重復(fù)，此處不一一贅述?；蛘撸撚?jì)算機(jī)程序63被處理器61執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)實(shí)施例儲(chǔ)層改造井筒中流體組成計(jì)算系統(tǒng)中各模型/單元的功能，為避免重復(fù)，此處不一一贅述。計(jì)算機(jī)設(shè)備60可以是桌上型計(jì)算機(jī)、筆記本、掌上電腦及云端服務(wù)器等計(jì)算設(shè)備。計(jì)算機(jī)設(shè)備60可包括，但不僅限于，處理器61、存儲(chǔ)器62。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，圖8僅僅是計(jì)算機(jī)設(shè)備60的示例，并不構(gòu)成對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)備60的限定，可以包括比圖示更多或更少的部件，或者組合某些部件，或者不同的部件，例如計(jì)算機(jī)設(shè)備還可以包括輸入輸出設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備、總線等。所稱處理器61可以是中央處理單元(central?processing?unit，cpu)，還可以是其它通用處理器、中央處理器、圖形處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(digital?signal?processor，dsp)、專用集成電路(application?specific?integrated?circuit，asic)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(field-programmable?gate?array，fpga)或者其它可編程邏輯器件、分立門或者晶體管邏輯器件、基于量子計(jì)算的數(shù)據(jù)處理邏輯器、分立硬件組件等。通用處理器可以是微處理器或者該處理器也可以是任何常規(guī)的處理器等。存儲(chǔ)器62可以是計(jì)算機(jī)設(shè)備60的內(nèi)部存儲(chǔ)單元，例如計(jì)算機(jī)設(shè)備60的硬盤或內(nèi)存。存儲(chǔ)器62也可以是計(jì)算機(jī)設(shè)備60的外部存儲(chǔ)設(shè)備，例如計(jì)算機(jī)設(shè)備60上配備的插接式硬盤，智能存儲(chǔ)卡(smart?media?card，smc)，安全數(shù)字(secure?digital,sd)卡，閃存卡(flash?card)等。進(jìn)一步地，存儲(chǔ)器62還可以既包括計(jì)算機(jī)設(shè)備60的內(nèi)部存儲(chǔ)單元也包括外部存儲(chǔ)設(shè)備。存儲(chǔ)器62用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序以及計(jì)算機(jī)設(shè)備所需的其它程序和數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器62還可以用于暫時(shí)地存儲(chǔ)已經(jīng)輸出或者將要輸出的數(shù)據(jù)。本技術(shù)所提供的各實(shí)施例中所使用的對(duì)存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)庫(kù)或其它介質(zhì)的任何引用，均可包括非易失性和易失性存儲(chǔ)器中的至少一種。非易失性存儲(chǔ)器可包括只讀存儲(chǔ)器(read-only?memory，rom)、磁帶、軟盤、閃存、光存儲(chǔ)器、高密度嵌入式非易失性存儲(chǔ)器、阻變存儲(chǔ)器(reram)、磁變存儲(chǔ)器(magnetoresistive?random?access?memory，mram)、鐵電存儲(chǔ)器(ferroelectric?random?access?memory，fram)、相變存儲(chǔ)器(phase?change?memory，pcm)、石墨烯存儲(chǔ)器等。易失性存儲(chǔ)器可包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(random?access?memory，ram)或外部高速緩沖存儲(chǔ)器等。作為說(shuō)明而非局限，ram可以是多種形式，比如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(static?random?access?memory，sram)或動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dynamic?randomaccess?memory，dram)等。本技術(shù)所提供的各實(shí)施例中所涉及的數(shù)據(jù)庫(kù)可包括關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中至少一種。非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)可包括基于區(qū)塊鏈的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)等，不限于此。本技術(shù)所提供的各實(shí)施例中所涉及的處理器可為通用處理器、中央處理器、圖形處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、可編程邏輯器、基于量子計(jì)算的數(shù)據(jù)處理邏輯器等，不限于此。請(qǐng)參閱圖9，終端設(shè)備600為電子設(shè)備，電子設(shè)備以通用計(jì)算設(shè)備的形式表現(xiàn)。電子設(shè)備的組件可以包括但不限于：至少一個(gè)處理單元610、至少一個(gè)存儲(chǔ)單元620、連接不同平臺(tái)組件(包括存儲(chǔ)單元620和處理單元610)的總線630、顯示單元640等。其中，存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)有程序代碼，程序代碼可以被處理單元610執(zhí)行，使得處理單元610執(zhí)行本說(shuō)明書上述方法部分中描述的根據(jù)本發(fā)明各種示例性實(shí)施方式的步驟。例如，處理單元610可以執(zhí)行如圖1中所示的步驟。存儲(chǔ)單元620可以包括易失性存儲(chǔ)單元形式的可讀介質(zhì)，例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)單元(ram)6201和/或高速緩存存儲(chǔ)單元6202，還可以進(jìn)一步包括只讀存儲(chǔ)單元(rom)6203。存儲(chǔ)單元620還可以包括具有一組(至少一個(gè))程序模塊6205的程序/實(shí)用工具6204，這樣的程序模塊6205包括但不限于：操作系統(tǒng)、一個(gè)或者多個(gè)應(yīng)用程序、其它程序模塊以及程序數(shù)據(jù)，這些示例中的每一個(gè)或某種組合中可能包括網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的實(shí)現(xiàn)?？偩€630可以為表示幾類總線結(jié)構(gòu)中的一種或多種，包括存儲(chǔ)單元總線或者存儲(chǔ)單元控制器、外圍總線、圖形加速端口、處理單元或者使用多種總線結(jié)構(gòu)中的任一總線結(jié)構(gòu)的局域總線。電子設(shè)備600也可以與一個(gè)或多個(gè)外部設(shè)備700(例如鍵盤、指向設(shè)備、藍(lán)牙設(shè)備等)通信，還可與一個(gè)或者多個(gè)使得用戶能與該電子設(shè)備600交互的設(shè)備通信，和/或與使得該電子設(shè)備600能與一個(gè)或多個(gè)其它計(jì)算設(shè)備進(jìn)行通信的任何設(shè)備(例如路由器、調(diào)制解調(diào)器等等)通信。這種通信可以通過(guò)輸入/輸出(i/o)接口650進(jìn)行。并且，電子設(shè)備600還可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)適配器660與一個(gè)或者多個(gè)網(wǎng)絡(luò)(例如局域網(wǎng)(lan)，廣域網(wǎng)(wan)和/或公共網(wǎng)絡(luò)，例如因特網(wǎng))通信。網(wǎng)絡(luò)適配器660可以通過(guò)總線630與電子設(shè)備600的其它模塊通信。應(yīng)當(dāng)明白，盡管圖中未示出，可以結(jié)合電子設(shè)備600使用其它硬件和/或軟件模塊，包括但不限于：微代碼、設(shè)備驅(qū)動(dòng)器、冗余處理單元、外部磁盤驅(qū)動(dòng)陣列、raid系統(tǒng)、磁帶驅(qū)動(dòng)器以及數(shù)據(jù)備份存儲(chǔ)平臺(tái)等。下面結(jié)合仿真對(duì)本發(fā)明的技術(shù)效果作詳細(xì)的描述。本實(shí)驗(yàn)對(duì)一種基于無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)傳輸天線選擇與性能分析方法及系統(tǒng)和基于相同網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的已有機(jī)制進(jìn)行仿真，驗(yàn)證本發(fā)明方法的優(yōu)越性。具體地步驟如下，相同網(wǎng)絡(luò)參數(shù)為：r＝{4,6,8}、s＝50、pb＝[0,30]dbm、α＝0.5、λ∈[0.1,0.9]、ηau＝-100dbm/hz、ηcu＝-90dbm/hz、空對(duì)地的路徑損耗模型為38.5+22lg(d[m])+20lg(fc[ghz])，地對(duì)地的路徑損耗模型為32.4+30lg(d[m])+20lg(fc[ghz])，其中fc(fc＝1.8ghz)為載波頻率。請(qǐng)參閱圖5，給出了本發(fā)明實(shí)施例提供的與對(duì)比方案1、對(duì)比方案2、對(duì)比方案3進(jìn)行中斷概率對(duì)比的性能對(duì)比圖。由此圖可以看出，我們提出的傳輸天線選擇策略比其他三種對(duì)比方案表現(xiàn)更優(yōu)。原因如下：首先，方案1旨在最大化中繼無(wú)人機(jī)的能量收集效率，該能量用于支持其中繼操作。在這種情況下，采用的傳輸天線選擇策略是次優(yōu)的。特別是在高傳輸功率的情況下，更有可能發(fā)生傳輸中斷。其次，方案2專注于最大化基站到小區(qū)邊緣傳感器的直接連接性能。與方案1類似，該方案也只能達(dá)到次優(yōu)性能。相比之下，我們提出的傳輸天線選擇策略采用了一個(gè)全面的方法，從無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的角度出發(fā)，實(shí)現(xiàn)了小區(qū)邊緣傳感器的最佳中斷性能。此外，在方案3中，多個(gè)傳感器之間的信道分配并未優(yōu)化，頻譜分配是預(yù)先設(shè)定的。這種配置無(wú)法很好地適應(yīng)無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的動(dòng)態(tài)變化，導(dǎo)致其中斷性能差于我們提出的傳輸天線選擇策略。此圖表明，在無(wú)人機(jī)輔助的通信網(wǎng)絡(luò)中，尤其是在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，優(yōu)化傳輸天線選擇策略的必要性。請(qǐng)參閱圖6，給出了本發(fā)明實(shí)施例提供的蜂窩邊緣傳感器中斷概率的閉式解與近似解進(jìn)行中斷概率對(duì)比的性能對(duì)比圖?？梢杂^察到，近似解的中斷概率與閉式解的中斷概率非常接近，說(shuō)明近似誤差較小。同時(shí)，無(wú)論天線數(shù)量或傳輸功率如何變化，近似解都能保持高度的準(zhǔn)確性。請(qǐng)參閱圖7，給出了本發(fā)明實(shí)施例提供的蜂窩邊緣傳感器中斷概率的閉式解與近似解進(jìn)行運(yùn)行時(shí)間對(duì)比的性能對(duì)比圖。值得注意的是，近似解的運(yùn)行時(shí)間僅為閉式解的11.7％(平均值)。因此，推導(dǎo)出的近似方法在無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中顯著節(jié)省了計(jì)算資源。這對(duì)于無(wú)人機(jī)驅(qū)動(dòng)的智慧農(nóng)業(yè)尤為重要，因?yàn)樗沟脭?shù)據(jù)的處理和分析能夠更高效地進(jìn)行。通過(guò)降低計(jì)算負(fù)荷并采用swipt技術(shù)，無(wú)人機(jī)能夠在單次充電下實(shí)現(xiàn)更長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行，并且能更頻繁和更準(zhǔn)確地完成監(jiān)控、作物健康分析以及精確施用養(yǎng)分或農(nóng)藥等復(fù)雜任務(wù)。這種高效利用計(jì)算資源的方式不僅提升了無(wú)人機(jī)的操作能力，也大幅增強(qiáng)了實(shí)際農(nóng)業(yè)應(yīng)用的生產(chǎn)效率和可持續(xù)發(fā)展能力。綜上所述，本發(fā)明一種基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線選擇與性能分析方法及系統(tǒng)，采用無(wú)人機(jī)作為中繼擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，將多輸入單輸出-非正交多址接入通信應(yīng)用于無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中以提高傳輸性能，并將無(wú)線攜能傳輸應(yīng)用于中繼傳輸中進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的能效。針對(duì)無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，設(shè)計(jì)了最優(yōu)的傳輸天線選擇策略。此外，分析無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的傳輸性能，推導(dǎo)基站下行傳輸中，蜂窩邊緣傳感器中斷概率的閉式解，并在閉式解的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)中斷概率的近似解。

背景技術(shù)：

1、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(agri-iot)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的革命性方法，它通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能決策顯著提升了效率和生產(chǎn)力。這一系統(tǒng)通過(guò)部署傳感器和執(zhí)行器，能夠監(jiān)測(cè)多種環(huán)境參數(shù)，自動(dòng)化流程處理，并優(yōu)化資源配置，有效地減少資源浪費(fèi)和提高作物產(chǎn)量。然而，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在實(shí)施中也面臨挑戰(zhàn)，如蔓生植物和樹木等物理障礙可能會(huì)阻礙或干擾信號(hào)的傳播。為克服這一問(wèn)題，引入無(wú)人機(jī)(uavs)作為信號(hào)中繼，能顯著提升通信質(zhì)量。借助無(wú)人機(jī)的移動(dòng)性和靈活性，無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)確保了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，有效擴(kuò)大了農(nóng)田的通信覆蓋范圍和傳輸可靠性。

2、盡管引入無(wú)人機(jī)增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的通信性能，但在傳感器密集部署的環(huán)境中，通信吞吐量和延遲仍是難題。針對(duì)這一挑戰(zhàn)，多輸入單輸出-非正交多址接入(miso-noma)通信技術(shù)提供了一個(gè)有效的解決方案。該技術(shù)通過(guò)在不同功率級(jí)別上疊加傳感器信號(hào)，提高了頻譜效率。利用連續(xù)干擾消除(sic)技術(shù)，這些信號(hào)可以在接收端被逐一解碼。此外，通過(guò)傳輸天線選擇(tas)技術(shù)，根據(jù)信道條件選取最佳天線，進(jìn)一步提升信號(hào)質(zhì)量并減少干擾，從而優(yōu)化傳輸性能。

3、然而，傳統(tǒng)非合作的非正交多址接入(noma)傳輸往往難以保證用戶吞吐量的公平性。因此，在無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中采用多輸入單輸出-非正交多址接入(miso-noma)通信時(shí)，另一個(gè)重要的挑戰(zhàn)是在提高邊緣傳感器的總數(shù)據(jù)速率的同時(shí)確保公平性。相比之下，合作noma具有明顯的優(yōu)勢(shì)。這種方法利用附近無(wú)人機(jī)的協(xié)作潛力重新分配信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)公平性并提高接收可靠性。此外，由于農(nóng)業(yè)傳感器和無(wú)人機(jī)通常受能量限制，將無(wú)線攜能通信(swipt)技術(shù)整合到無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中可以提供雙重好處。無(wú)線攜能通信技術(shù)不僅確保農(nóng)業(yè)傳感器和無(wú)人機(jī)能夠持續(xù)運(yùn)行，無(wú)需頻繁更換電池，而且還增強(qiáng)了通信網(wǎng)絡(luò)的彈性，使其成為農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可持續(xù)擴(kuò)展的關(guān)鍵組成部分。通過(guò)這些先進(jìn)技術(shù)(miso-noma傳輸、無(wú)線攜能通信等)，無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的效率和可靠性，這對(duì)未來(lái)的智慧農(nóng)業(yè)而言至關(guān)重要。

4、現(xiàn)有技術(shù)1研究了無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息傳輸技術(shù)，其中無(wú)人機(jī)被用作信號(hào)中繼，轉(zhuǎn)發(fā)來(lái)自基站的信號(hào)。此外，通過(guò)采用非正交多址接入(noma)技術(shù)，進(jìn)一步擴(kuò)增了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中傳感器的接入數(shù)量。在該技術(shù)中，無(wú)人機(jī)與傳感器之間以及基站至無(wú)人機(jī)之間的信道均被視作瑞利(rayleigh)衰落。該研究分析了在瑞利衰落環(huán)境下，啟用無(wú)人機(jī)中繼時(shí)，從基站到傳感器之間的中斷概率。

5、現(xiàn)有技術(shù)2研究了在無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，采用毫米波波束成形技術(shù)的多用戶多輸入單輸出(miso)通信，并在無(wú)人機(jī)中繼與基站之間應(yīng)用miso的空間復(fù)用技術(shù)，來(lái)提高系統(tǒng)容量。在此基礎(chǔ)上，現(xiàn)有技術(shù)二提出了一種旨在最大化多用戶miso容量的無(wú)人機(jī)中繼部署方法。

6、現(xiàn)有技術(shù)3研究了在多播場(chǎng)景下，使用無(wú)人機(jī)實(shí)施無(wú)線攜能通信(swipt)技術(shù)的聯(lián)合資源分配問(wèn)題。該技術(shù)通過(guò)派遣無(wú)人機(jī)向地面的多個(gè)傳感器同時(shí)發(fā)送公共信息和無(wú)線功率。傳感器采用混合功率分割的接收器架構(gòu)，既能解碼信息，又能收集能量。該研究通過(guò)優(yōu)化無(wú)人機(jī)的飛行軌跡和發(fā)射功率，并結(jié)合傳感器的功率分割比，旨在所有傳感器的能量收集約束下，最大化無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的最小數(shù)據(jù)傳輸速率。

7、然而，現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是：

8、首先，盡管現(xiàn)有研究采用瑞利(rayleigh)衰落信道模型來(lái)描述無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，但在無(wú)人機(jī)輔助的實(shí)際農(nóng)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景中，萊斯(rician)衰落信道顯得更為適合。通常，萊斯衰落信道包括視距成分，更貼近實(shí)際農(nóng)業(yè)環(huán)境的需求，原因在于無(wú)人機(jī)與接收器之間通常存在明確的視線路徑。同時(shí)，無(wú)人機(jī)的高移動(dòng)性使得準(zhǔn)確獲取信道狀態(tài)信息(csi)變得更加復(fù)雜。大多數(shù)研究默認(rèn)信道狀態(tài)信息為已知，然而這一假設(shè)在實(shí)際的無(wú)人機(jī)輔助農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中往往難以成立。因此，迫切需要采用更高效的方法來(lái)估計(jì)信道狀態(tài)信息，以便更好地適應(yīng)無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。

9、其次，雖然之前的研究已經(jīng)利用多輸入單輸出(miso)技術(shù)來(lái)提升農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的通信效率，但傳輸天線選擇策略仍然需要進(jìn)一步完善。這一策略應(yīng)綜合考慮萊斯衰落和不完美的信道狀態(tài)信息，以便更有效地應(yīng)對(duì)復(fù)雜和多變的信道環(huán)境。此外，目前許多研究主要集中于單用戶的性能分析，這限制了多輸入單輸出技術(shù)及無(wú)人機(jī)通信的更廣泛應(yīng)用。對(duì)于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)而言，有必要將多輸入單輸出技術(shù)及基于無(wú)人機(jī)的通信擴(kuò)展到大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，并探索如何在多個(gè)傳感器之間有效地分配頻譜資源。

10、最后，當(dāng)前研究在嘗試通過(guò)譯碼轉(zhuǎn)發(fā)(df)中繼協(xié)議將協(xié)作式非正交多址接入(noma)和無(wú)線攜能通信(swipt)技術(shù)整合到無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中時(shí)，面臨諸多挑戰(zhàn)。一方面，如何有效集成這些技術(shù)以提升網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量和能效尚未取得突破。雖然無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)能夠增強(qiáng)數(shù)據(jù)收集、傳輸覆蓋和能源效率，但對(duì)網(wǎng)絡(luò)中斷性能的分析仍不夠精確。另一方面，考慮到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中計(jì)算資源有限，如何優(yōu)化并近似網(wǎng)絡(luò)中斷概率以提升整體網(wǎng)絡(luò)性能，仍是一個(gè)需進(jìn)一步探索的領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線選擇與性能分析方法及系統(tǒng)，用于解決難以選擇最優(yōu)天線進(jìn)行信息傳輸從而獲得最小化中斷概率，及難以對(duì)網(wǎng)絡(luò)的中斷概率進(jìn)行精確分析的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線選擇與性能分析方法，包括以下步驟：

4、構(gòu)建基于無(wú)線攜能傳輸和多輸入單輸出-非正交多址接入通信的無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型；

5、基于構(gòu)建的無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型，構(gòu)建能量收集和直接傳輸模型、協(xié)作傳輸模型；

6、基于無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型和能量收集和直接傳輸模型、協(xié)作傳輸模型，構(gòu)建傳輸天線選擇策略；分析無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的傳輸性能，推導(dǎo)基站下行傳輸中，蜂窩邊緣傳感器中斷概率的閉式解，并在閉式解的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)得到中斷概率的近似解，通過(guò)中斷概率的近似解降低計(jì)算復(fù)雜度和運(yùn)行時(shí)間。

7、優(yōu)選地，無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型具體包括：1個(gè)基站、1個(gè)無(wú)人機(jī)，s個(gè)農(nóng)業(yè)傳感器；基站配備了r個(gè)天線，無(wú)人機(jī)和傳感器均為單天線；分別定義基站的第r個(gè)天線到無(wú)人機(jī)和第s個(gè)傳感器的衰落系數(shù)為和hi,s；多個(gè)傳感器之間的信道分配采用匈牙利算法，通過(guò)一階高斯-馬爾可夫過(guò)程估計(jì)信道狀態(tài)信息。

8、3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線選擇與性能分析方法，其特征在于，無(wú)人機(jī)作為具有混合時(shí)間開關(guān)/功率分割能量收集功能的中繼，并采用非正交多址接入增強(qiáng)的譯碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼協(xié)議。

9、優(yōu)選地，將時(shí)間t分割為三個(gè)時(shí)間子塊；

10、在第一個(gè)具有持續(xù)時(shí)間λt的子塊t1內(nèi)，無(wú)人機(jī)從接收到的觀測(cè)數(shù)據(jù)中獲取能量，λ為用于能量收集的時(shí)間比例，0≤λ＜1；

11、在第二個(gè)具有持續(xù)時(shí)間的子塊t2內(nèi)，無(wú)人機(jī)利用部分接收功率用于能量收集，并同時(shí)采用剩余接收功率用于信息解碼，定義α為功率分割比，即α為用于能量收集的比例，(1-α)為信息解碼的比例，0≤α＜1；

12、在第三個(gè)具有持續(xù)時(shí)間的子塊t3內(nèi)，無(wú)人機(jī)將所有收集到的能量用于執(zhí)行中繼操作。

13、優(yōu)選地，能量收集和直接傳輸模型具體為：

14、在無(wú)人機(jī)處與第r個(gè)天線相關(guān)的總收集能量為：

15、

16、其中，κ為能量轉(zhuǎn)換效率，0＜κ＜1，t為時(shí)間，pb為基站發(fā)射功率，為第r個(gè)天線到無(wú)人機(jī)的信道增益，具有零均值和方差的獨(dú)立同分布復(fù)高斯隨機(jī)變量，λ為用于能量收集的時(shí)間比例，α為功率分割比；

17、無(wú)人機(jī)使用連續(xù)干擾消除技術(shù)首先解碼xs，并在此基礎(chǔ)上解碼xu(s)；

18、對(duì)于無(wú)人機(jī)，解碼信息xs時(shí)的信干噪比為：

19、

20、利用連續(xù)干擾消除技術(shù)成功解碼信息xs后，解碼信息xu(s)時(shí)的信干噪比為：

21、

22、通過(guò)下變頻進(jìn)行信息解碼后，第s個(gè)傳感器接收來(lái)自基站的信號(hào)表示為：

23、

24、其中，為第s個(gè)傳感器接收天線的加性高斯白噪聲，具有零均值和方差為第s個(gè)傳感器下變頻的加性高斯白噪聲，具有零均值和方差為第r個(gè)天線到第s個(gè)傳感器的信道增益，為具有零均值和方差的獨(dú)立同分布復(fù)高斯隨機(jī)變量；

25、在第s個(gè)傳感器處，解碼來(lái)自基站的信息xs時(shí)的信干噪比為：

26、

27、其中，為分配給第s個(gè)傳感器的功率分配系數(shù)，為第r個(gè)天線到第s個(gè)傳感器的信道增益，為具有零均值和方差的獨(dú)立同分布復(fù)高斯隨機(jī)變量)，為分配給無(wú)人機(jī)的功率分配系數(shù)，

28、優(yōu)選地，協(xié)作傳輸模型具體為：

29、第s個(gè)傳感器接收來(lái)自無(wú)人機(jī)的信號(hào)表示為：

30、

31、其中，為無(wú)人機(jī)在協(xié)作傳輸階段給第s個(gè)傳感器的發(fā)射功率；xs′為信息xs的重新編碼形式；hu,s為無(wú)人機(jī)到第s個(gè)傳感器的信道增益；

32、在第s個(gè)傳感器處，解碼來(lái)自無(wú)人機(jī)的信息xs′時(shí)的信干噪比γu→s(xs′)為：

33、

34、最后，第s個(gè)傳感器采用選擇性合并技術(shù)選用具有最優(yōu)信干噪比的信號(hào)，γu→s為(γu→s(xs′)為解碼來(lái)自無(wú)人機(jī)的信息xs′時(shí)的信干噪比，這才是一個(gè)完整的參數(shù)，單獨(dú)γu→s無(wú)定義)。

35、優(yōu)選地，構(gòu)建傳輸天線選擇策略；分析無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的傳輸性能具體為：

36、數(shù)據(jù)傳輸前，先根據(jù)信道狀態(tài)信息選擇最優(yōu)的天線(r)*；

37、定義和為無(wú)人機(jī)和第s個(gè)傳感器的預(yù)期傳輸速率閾值，確定第s個(gè)傳感器的中斷概率psop；

38、通過(guò)三項(xiàng)式系數(shù)對(duì)中斷概率psop近似處理得到其近似解psap。

39、優(yōu)選地，中斷概率psop包括兩種情況：

40、情況1

41、

42、情況2

43、

44、其中，ξ1、ξ2、ξ3和ξ4為便于計(jì)算與表達(dá)的中間變量，具體計(jì)算公式為：

45、

46、

47、和

48、

49、其中，r為天線的數(shù)量，為分配給第s個(gè)傳感器的功率分配系數(shù)，為分配給無(wú)人機(jī)的功率分配系數(shù)，為便于計(jì)算與表達(dá)的中間變量，具體計(jì)算公式為：

50、

51、為第r個(gè)天線到無(wú)人機(jī)的信道增益，具有零均值和方差的獨(dú)立同分布復(fù)高斯隨機(jī)變量，e(·)為(·)的均值，ir為中間變量，zs為中間變量，zs＝|hu,s|2，hu,s為無(wú)人機(jī)到第s個(gè)傳感器的信道增益，為具有零均值和方差τu,s的獨(dú)立同分布復(fù)高斯隨機(jī)變量。

52、優(yōu)選地，近似解psap為：

53、

54、其中，r為天線的數(shù)量，a,b,c為中間變量且為正整數(shù)，需滿足a+b+c＝r，ψ1、ψ2、ψ3、ψ4和ψ5為便于計(jì)算與表達(dá)的中間變量。

55、第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線選擇與性能分析系統(tǒng)，包括：

56、構(gòu)建模塊，構(gòu)建基于無(wú)線攜能傳輸和多輸入單輸出-非正交多址接入通信的無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型；

57、傳輸模塊，基于構(gòu)建的無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型，構(gòu)建能量收集和直接傳輸模型、協(xié)作傳輸模型；

58、輸出模塊，基于無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)模型和能量收集和直接傳輸模型、協(xié)作傳輸模型，構(gòu)建傳輸天線選擇策略；分析無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的傳輸性能，推導(dǎo)基站下行傳輸中，蜂窩邊緣傳感器中斷概率的閉式解，并在閉式解的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)中斷概率的近似解，通過(guò)中斷概率的近似解降低計(jì)算復(fù)雜度和運(yùn)行時(shí)間。

59、第三方面，一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線選擇與性能分析方法的步驟。

60、第四方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線選擇與性能分析方法的步驟。

61、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

62、基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)天線選擇與性能分析方法，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行輔助，結(jié)合了無(wú)線攜能傳輸和多輸入單輸出-非正交多址接入通信技術(shù)，具有以下優(yōu)勢(shì)。一方面，無(wú)線攜能傳輸允許無(wú)人機(jī)同時(shí)通過(guò)無(wú)線信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)和傳輸能量，從而為設(shè)備充電或供電。這意味著無(wú)人機(jī)可以在飛行過(guò)程中不斷接收能量并同時(shí)將傳感器數(shù)據(jù)傳輸回基站，實(shí)現(xiàn)了能量和數(shù)據(jù)的有效管理和利用。另一方面，采用多輸入單輸出-非正交多址接入通信能夠在相同的頻譜資源下，通過(guò)多個(gè)天線接收器對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，從而提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎拖到y(tǒng)的容量。在農(nóng)業(yè)環(huán)境中，這意味著無(wú)人機(jī)可以更快速地收集大量數(shù)據(jù)，并且在較短時(shí)間內(nèi)完成傳輸任務(wù)，從而提高了農(nóng)作物監(jiān)測(cè)和管理的效率。

63、進(jìn)一步的，在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，采用匈牙利算法和一階高斯-馬爾可夫過(guò)程估計(jì)信道狀態(tài)信息，具有以下優(yōu)勢(shì)：一方面，匈牙利算法能夠有效地解決信道分配問(wèn)題，確保多個(gè)傳感器之間的通信在分配給定的信道資源時(shí)，能夠最大化整體性能。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，這意味著能夠有效地協(xié)調(diào)和分配農(nóng)田中各個(gè)傳感器的通信需求，確保數(shù)據(jù)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。通過(guò)匈牙利算法優(yōu)化信道分配，可以避免傳感器之間的信道沖突和干擾，提高了網(wǎng)絡(luò)的整體容量和效率。這對(duì)于大規(guī)模農(nóng)場(chǎng)或需要大量傳感器覆蓋的農(nóng)業(yè)環(huán)境尤為重要，確保系統(tǒng)能夠承載和處理大量數(shù)據(jù)流。另一方面，一階高斯-馬爾可夫過(guò)程能夠提供對(duì)信道狀態(tài)的良好估計(jì)，這對(duì)于決策合適的通信策略至關(guān)重要。同時(shí)，一階高斯-馬爾可夫過(guò)程提供了對(duì)信道狀態(tài)的概率分布估計(jì)，這種概率性的估計(jì)能夠幫助系統(tǒng)更好地適應(yīng)不斷變化的通信環(huán)境，增強(qiáng)了通信的穩(wěn)定性和可靠性。在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，農(nóng)田環(huán)境可能受到天氣和植被影響，信道條件會(huì)發(fā)生變化，良好的信道估計(jì)有助于應(yīng)對(duì)這些變化。

64、進(jìn)一步的，采用非正交多址接入增強(qiáng)的譯碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼協(xié)議能夠在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中顯著提升系統(tǒng)的性能、效率和可靠性，通過(guò)優(yōu)化信號(hào)傳輸和能量消耗，支持大規(guī)模農(nóng)場(chǎng)的數(shù)據(jù)傳輸和管理需求，從而為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更加高效和可靠的通信解決方案。

65、進(jìn)一步的，通過(guò)將時(shí)間t分割為三個(gè)子塊，系統(tǒng)可以在每個(gè)時(shí)間段內(nèi)的進(jìn)行不同的操作，分別為能量捕獲與利用、信息解碼、信息中繼，各項(xiàng)功能可互不干擾。

66、進(jìn)一步的，基于當(dāng)前的信道狀態(tài)信息，基于無(wú)人機(jī)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)可以估計(jì)每個(gè)天線對(duì)應(yīng)的信道質(zhì)量。選擇最佳天線配置意味著能夠最大化整體信號(hào)的接收質(zhì)量和傳輸速率，從而實(shí)現(xiàn)最佳的性能優(yōu)化。此外，設(shè)計(jì)相應(yīng)的分析方法可以進(jìn)一步精確分析無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的傳輸性能，從而為動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)配置和適應(yīng)性提供支持。

67、可以理解的是，上述第二方面的有益效果可以參見(jiàn)上述第一方面中的相關(guān)描述，在此不再贅述。

68、綜上所述，本發(fā)明方法將非正交多址接入(noma)和無(wú)線攜能通信(swipt)技術(shù)整合至無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中。在無(wú)人機(jī)輔助的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，位于小區(qū)中心的無(wú)人機(jī)采用協(xié)作式noma技術(shù)增強(qiáng)的譯碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼協(xié)議，以提升頻譜效率。此外，中繼無(wú)人機(jī)上實(shí)施的swipt技術(shù)使其能夠同時(shí)無(wú)線接收數(shù)據(jù)和能量，這不僅簡(jiǎn)化了無(wú)人機(jī)的設(shè)計(jì)，還減少了對(duì)機(jī)載電池的依賴。與此同時(shí)，位于小區(qū)邊緣的農(nóng)業(yè)傳感器通過(guò)選擇性合并技術(shù)，從基站的多個(gè)天線中選擇最佳信號(hào)，以增強(qiáng)其信號(hào)接收能力；為了進(jìn)一步提升服務(wù)質(zhì)量，我們?yōu)榛咎岢隽艘环N傳輸天線選擇策略，這種策略在小區(qū)邊緣傳感器中能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的中斷性能。在全面分析無(wú)人機(jī)輔助、swipt增強(qiáng)的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中多輸入單輸出-非正交多址接入(miso-noma)通信性能的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了在萊斯衰落信道條件下的中斷概率的閉式解，并進(jìn)一步獲得了采用三項(xiàng)式定理的近似解。通過(guò)近似解可以顯著降低計(jì)算復(fù)雜度和運(yùn)行時(shí)間，滿足實(shí)際應(yīng)用的需求。

69、下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。