无人机辅助飞行自组织网络中面向吞吐量最大化的节能联合链路选择与多跳路由

本文考虑一个带有地面站（GS）的多无人机网络，该网络采用多跳中继结构以节能方式进行数据传输。目标是研究最佳可能的多跳路由结构用于数据传输，以最大化无人机飞行自组织网络（FANET）的整体网络吞吐量。我们针对给定功率预算，将多跳路由结构与通信链路选择联合优化的问题进行建模，从而最大化整体网络吞吐量。所建模的问题属于一类非凸整数优化问题，因此是 NP-hard 的。为高效求解该问题，将其解耦为两个子问题：$\textbf{i)}$ 已知基于 Bellman Ford 的多跳路由结构下的功率分配，以及 $\textbf{ii)}$ 链路选择问题。进一步地，这两个子问题通过松弛独立转化为凸问题，并依次求解以获得原问题的最佳次优解。仿真结果表明，与其他基准方案相比，所提出的多跳路由方案能显著提升网络吞吐量。