基于无线信息与能量传输的无人机辅助协作通信

本文聚焦于一个由一对源节点和目的节点构成的典型协作通信系统，其中一架从起点飞往终点的无人机（UAV）作为移动中继。为高效利用环境中的能量，该 UAV 的传输能力完全由源节点通过功率分割机制发射的无线电信号供电。在此协作通信系统中，我们通过优化 UAV 的功率分布、功率分割比分布和轨迹，研究了放大转发（AF）与解码转发（DF）两种协议下的端到端协作吞吐量最大化问题。该问题被分解为两个子问题：给定轨迹的分布优化与给定分布的轨迹优化。前者通过深入分析的对偶分解求解，后者通过逐次凸优化求解，通过迭代最大化下界。随后，通过交替求解这两个子问题来解决端到端协作吞吐量最大化问题。数值结果表明，采用所提最优解，UAV 的功率分布与功率分割比分布的选择比我们先前工作中的贪心策略更具远见，且逐次优化能够在少数几轮迭代中收敛。此外，在端到端协作吞吐量方面，所提最优解优于静态策略和贪心策略，尤其是在 AF 协议下。