可再生能源供能无人机辅助无线通信的性能研究
网络与互联网体系结构
2019-07-17 v1 信号处理
摘要
我们考虑采集-存储-消耗(HSC)架构,建立了来自可再生能源(如太阳能和风能)的采集能量的新颖统计模型。我们考虑三种可再生能源采集场景,即(i)从太阳能采集,(ii)从风能采集,以及(iii)太阳能与风能混合采集。在此背景下,我们首先推导出来自太阳能和风能源的采集功率的概率密度函数(PDF)和累积分布函数(CDF)的闭式表达式。基于所推导的表达式,我们计算无人机处的能量中断概率以及地面蜂窝用户的信噪比(SNR)中断概率。我们推导了采集的太阳能和风能的矩生成函数(MGF)的新颖闭式表达式。随后,我们应用 Gil-Pelaez 反演来评估无人机处的能量中断和地面用户处的信噪比(SNR)中断。我们构建信噪比中断最小化问题,并获得无人机发射功率和飞行时间的闭式解。此外,我们推导了太阳能和风能矩的新颖闭式表达式,并展示了其在计算考虑采集能量及其到达时间随机性的新颖性能指标中的应用。这些性能指标包括飞行时间内无人机电池充电概率、无人机电池平均充电时间、无人机处能量中断概率,以及无人机处最终能量中断概率(即有限时长内能量中断的概率)。
引用
@article{arxiv.1907.07158,
title = {On the Performance of Renewable Energy-Powered UAV-Assisted Wireless Communications},
author = {Silvia Sekander and Hina Tabassum and Ekram Hossain},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.07158},
year = {2019}
}