基于激光充电的无人机移动中继系统效率最大化

本文研究无人机（UAV）赋能的移动中继系统中功率与轨迹联合优化问题。在所考虑的系统里，为向UAV中继提供便捷且可持续的能源供给，我们考虑部署一个功率信标（PB），其可通过合理设计的激光充电系统对UAV进行无线充电。为此，我们通过优化源节点/UAV/PB的发射功率以及UAV的轨迹，提出一个效率（信息传输过程中的能量效率与无线功率传输效率的加权和）最大化问题。该优化问题还受到实际机动性约束，以及UAV处的信息因果约束与能量因果约束的限制。与常用的交替优化（AO）算法不同，本文给出了两种联合设计算法，即基于凹凸过程（CCCP）和罚对偶分解（PDD）的算法，以解决所得具有多比值项复杂目标函数与耦合约束的非凸问题。这两种截然不同的算法均能获得原始效率最大化问题的驻点解。仿真结果验证了所提算法的有效性。