无人机辅助无线供能通信网络中的最小吞吐量最大化

本文研究无人机（UAV）辅助的无线供能通信网络（WPCN）系统，其中无人机上的移动接入点（AP）为多个能量受限的地面终端（GTs）提供服务。具体而言，无人机首先通过在下行链路发射无线能量传输（WET）信号为地面终端充电。然后，地面终端利用从无人机采集的无线能量，向无人机发送上行链路无线信息传输（WIT）信号。本文根据无人机的操作方式，采用两种不同场景，即集成式无人机和分离式无人机 WPCN。首先，在集成式无人机 WPCN 中，无人机充当混合 AP，能量传输和信息接收均在单个无人机上处理。相反，对于分离式无人机 WPCN，我们考虑两架无人机分别独立作为能量 AP 和信息 AP，因此能量传输和信息解码在两架不同的无人机上分别进行。对于两种系统，我们联合优化无人机的轨迹、上行链路功率控制以及用于 WET 和 WIT 的时间资源分配，以最大化地面终端的最小吞吐量。由于所公式化的问题是非凸的，我们通过推导非凸约束的适当凸界来应用凹凸过程（concave-convex procedure）。据此，我们提出迭代算法，能有效识别最小吞吐量最大化问题的局部最优解。仿真结果验证了所提算法相对于传统方案的有效性。