卷积时序融合网络在无人机集群频谱优化中的应用
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国防科技大学第六十三研究所

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TN92

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国防科技大学校自主基金 22-ZZCX-059


The Application of Convolutional Temporal Fusion Networks in Spectrum Optimization for UAV Swarms
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    摘要:

    针对无人机集群在通信任务动态变化和干扰环境下的频谱资源使用,研究提出一种基于卷积时序融合网络的无人机集群频谱资源优化算法。具体而言,研究通过利用卷积神经网络的局部特征提取能力和长短时记忆网络的时序建模能力,增强了无人机集群的自主学习与适应性,并通过结合双深度Q学习,采用多智能体框架完成分布式在线训练,使得各无人机集群仅知本地观测信息的条件下能够合理的对频谱资源进行优化,实现对任务动态变化和干扰的快速响应。仿真结果表明,在通信任务动态变化和干扰的环境下,所提算法性能优于传统方法,不仅提高了频谱资源利用效率,而且展示了优异的稳定性。

    Abstract:

    This study proposes a spectrum resource optimization algorithm for UAV swarm communication tasks under dynamic changes and interference environments, based on a Convolutional Temporal Fusion Network. Specifically, the approach leverages the local feature extraction capability of Convolutional Neural Networks and the temporal modeling ability of Long Short-Term Memory networks to enhance the autonomous learning and adaptability of the UAV swarm. Moreover, by combining Double Deep Q-Learning and adopting a multi-agent framework for distributed online training, each UAV in the swarm can optimize spectrum resources reasonably based on its local observation, enabling a quick response to dynamic task changes and interference. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm outperforms traditional methods in terms of spectrum resource utilization efficiency and exhibits excellent stability under dynamic changes and interference in communication tasks.

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  • 收稿日期:2025-05-13
  • 最后修改日期:2025-06-25
  • 录用日期:2025-06-26
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