随机请求下无线无人机中继的功率约束轨迹优化
信息论
2020-03-02 v2 信号处理
math.IT
摘要
本文研究旋翼无人机作为中继的自适应轨迹设计，该无人机服务于分散在圆形小区内并根据泊松过程随机产生上行数据传输的地面节点与中央基站之间。我们寻求在无人机移动的平均功率约束下，最小化服务数据传输请求的期望平均通信时延。该问题被建模为半马尔可夫决策过程，并表明策略呈现可高效优化的两尺度结构：在外部决策中，一旦开始通信阶段，给定其当前半径，无人机选择目标终点半径位置，以在平均长期通信时延与功耗之间最优权衡；在内部决策中，无人机选择其起始半径与所选终点半径之间的轨迹，以贪心最小化服务当前请求的时延与能耗。数值评估表明，在等待阶段，无人机以最节能速度在某个最优半径盘旋，直到收到新请求。最后，将最优策略的期望平均通信时延和功耗与若干启发式方法比较，显示出相比静态和移动启发式方案分别降低时延超过 50% 和 20%。
引用
@article{arxiv.2002.09617,
title = {Power-Constrained Trajectory Optimization for Wireless UAV Relays with Random Requests},
author = {Matthew Bliss and Nicolò Michelusi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.09617},
year = {2020}
}
备注
Accepted and to appear at IEEE ICC 2020