低高度无线网络中无电池传感器的数据收集与能量转移
网络与互联网体系结构
2025-07-11 v1 信号处理
摘要
将无线功率转移 (WPT) 与物联网 (IoT) 集成为解决无电池传感器 (BLS) 在高温环境等难以访问区域的感测应用提供了广受期待的解决方案，但面临着显著挑战。在此类极端条件下，传统的固定 WPT 基础设施无法安全安装，且电池因硬件故障而快速降解。在本文中，我们提出了一个无人机 (UAV) 辅助的数据收集和 WPT 框架，用于部署在此类挑战性环境中的 BLS 网络。具体而言，我们考虑一种实际情形：UAV 首先通过 WPT 将能量转移给 BLS 节点，从而使这些节点随后能够通过正交频分多址 (OFDMA) 将收集到的数据传输给 UAV。然后，我们构建了一个多目标优化问题，旨在通过联合优化发射功率分配和飞行轨迹规划，在最大化公平数据收集 volume 的同时最小化 UAV 能耗。鉴于该问题的非凸性和动态特性，传统优化方法证明不足。为此，我们提出了一种增强型柔性演员-评论家算法，集成了无参数注意力、优先经验回放和基于价值的奖励centering (SAC-PPV)，从而提高了在复杂 WPT 场景中算法的探索效率和学习稳定性。仿真结果表明，所提出的方法在 various 网络配置下始终优于基准算法。
引用
@article{arxiv.2507.07481,
title = {Energy Transfer and Data Collection from Batteryless Sensors in Low-altitude Wireless Networks},
author = {Wen Zhang and Aimin Wang and Jiahui Li and Geng Sun and Jiacheng Wang and Weijie Yuan and Dusit Niyato},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.07481},
year = {2025}
}