随机请求无线网络中旋翼无人机轨迹优化
信息论
2019-08-23 v3 math.IT
摘要
本文研究了一种场景下的轨迹优化问题：在无线网络中，单架旋翼无人机作为两个地面节点（GNs）随机产生的下行传输请求的数据有效载荷中继。目标是优化无人机轨迹，以最小化服务这些随机请求的期望平均通信延迟。研究表明，该问题可建模为半马尔可夫决策过程（SMDP），并通过多链策略迭代求解所得的极小化问题。证明了一种两尺度优化方法的最优性：通信阶段的最优轨迹在从当前起始位置移动到目标终止位置的过程中贪心地最小化当前请求的通信延迟（内层优化）；终止位置的选择用于最小化SMDP中的期望平均长期延迟（外层优化）。数值仿真表明，当无人机处于非主动服务传输请求的阶段时，向其几何中心移动可最小化期望平均延迟，并且相较合理的启发式方法有明显改善。最后揭示，对于较大的数据有效载荷值，通信阶段的最优终止位置变得愈发独立于数据有效载荷。
引用
@article{arxiv.1905.01755,
title = {Trajectory Optimization for Rotary-Wing UAVs in Wireless Networks with Random Requests},
author = {Matthew Bliss and Nicolò Michelusi},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.01755},
year = {2019}
}
备注
Submitted to IEEE GLOBECOM 2019