基于随机几何的多用途无人机轨迹设计：包裹与数据传输
系统与控制
2023-11-16 v1 系统与控制
摘要
随着无人机在灵活性、低成本和高效性方面取得的进展，它们在各行业获得了巨大应用机会，如空中投递和未来通信网络。然而，无人机日益增长的运输需求与网络容量扩张需求将在未来引发空中交通冲突。为解决此问题，本文探讨多用途无人机的构想，其同时作为空中无线通信数据中继与空中运输手段，同步投递数据与包裹。在无人机从仓库向居民区投递包裹的同时，我们设计其轨迹，使它们能从多个物联网（IoT）簇收集数据并将所收集数据转发至地面基站（TBSs）。为选择就近服务的 IoT 簇，无人机依据优先级与距离对其进行排序。分别从数据与包裹投递的角度，我们提出两种设计算法以设计最优无人机轨迹，最大化传输数据或最小化往返时间。具体而言，我们使用随机几何工具对 IoT 簇与 TBSs 的位置建模。鉴于位置的随机性，所提算法适用于一般情况。数值结果表明，多用途无人机切实可行，并在提升未来网络的能量/时间效率方面具有巨大潜力。
引用
@article{arxiv.2311.08715,
title = {Stochastic Geometry-based Trajectory Design for Multi-Purpose UAVs: Package and Data Delivery},
author = {Yujie Qin and Mustafa A. Kishk and Mohamed-Slim Alouini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.08715},
year = {2023}
}