用于物联网节能通信的移动无人机
信息论
2017-09-13 v2 math.IT
摘要
本文研究了用作空中基站以从地面物联网设备收集数据的多个无人机的高效部署与移动性。特别是，为了以最小的总发射功率实现物联网设备的可靠上行通信，提出了一种联合优化无人机三维（3D）部署与移动性、设备-无人机关联以及上行功率控制的新框架。首先，给定每个时刻活动物联网设备的位置，确定无人机的最优位置和关联。接下来，为了在时变网络中动态服务物联网设备，分析了无人机的最优移动模式。为此，基于物联网设备的激活过程，推导了无人机必须更新其位置的时间点。此外，在服务物联网设备的同时，以最小化无人机移动所消耗的总能量的方式获得了每架无人机的最优3D轨迹。仿真结果表明，与部署固定空中基站的情形相比，使用所提出的方法，物联网设备的总发射功率降低了45%。此外，与固定情形相比，所提出的方法可使系统可靠性最高提升28%。结果还揭示了更新次数、无人机移动性与物联网设备发射功率之间的内在权衡。本质上，更多的更新次数可以降低物联网设备的发射功率，但代价是增加了无人机的移动性。
引用
@article{arxiv.1703.05401,
title = {Mobile Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for Energy-Efficient Internet of Things Communications},
author = {Mohammad Mozaffari and Walid Saad and Mehdi Bennis and Merouane Debbah},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.05401},
year = {2017}
}
备注
Accepted in IEEE Transactions on Wireless Communications, Sept. 2017