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可充电无人机辅助无线网络中的轨迹设计:能效与飞行时间最小化的统一框架

网络与互联网体系结构 2021-04-29 v1

摘要

本文研究一种可充电无人机(UAV)辅助的无线网络,其中派遣一架无人机向一组地面终端(GT)分发信息,并在机载电池耗尽前返回充电站(RS)。核心目标是通过联合优化飞行速度、发射功率和悬停位置,设计一条总时长(包括飞行与充电时间)最短的无人机轨迹。提出了一种基于流的数学规划公式,为飞行与充电时间的联合优化提供最优解。此外,为克服最优决策中的维度灾难,提出了一种两步法。第一步,固定无人机悬停位置,并通过求解带能量约束的旅行商问题(TSPE)来初始化一条可行轨迹。第二步,对于给定的初始轨迹,通过联合优化飞行速度、发射功率和悬停位置,使每条子路径的时间消耗最小化。数值结果表明,所提方法优于现有技术(state of art),并能有效减少总时长。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.13799,
  title  = {Trajectory Design in Rechargeable UAV Aided Wireless Networks: A Unified Framework for Energy Efficiency and Flight Time Minimization},
  author = {Yuan Liao and Vasilis Friderikos},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.13799},
  year   = {2021}
}