无人机赋能的无线能量传输：教程概述
信息论
2021-03-02 v1 信号处理
math.IT
摘要
无人机（UAV）赋能的无线能量传输（WPT）近来已成为一种有前景的技术，可为大规模无线网络中广泛分布的低功耗地面设备（GDs）提供可持续能量供给。相较于传统WPT系统中部署于固定位置的能量发射器（ETs），搭载于无人机上的空中ETs可在三维（3D）空间中灵活飞行，从而更高效地为邻近GDs充电。本文提供关于UAV赋能WPT及其引人关注应用的教程概述，特别聚焦于如何通过3D轨迹设计利用无人机可控移动性，在公平前提下最大化无线网络中传输给所有GDs的能量总量。首先，我们考虑单无人机赋能WPT场景，即一架无人机为已知位置处的多个GDs无线充电。为解决此情形下的能量最大化问题，我们提出一个通用轨迹设计框架，包含三种优化无人机轨迹的创新方法，分别为多点悬停、连续悬停-飞行以及基于时间量化的优化。接着，我们考虑多无人机赋能WPT场景，其中多架无人机协作为大区域内的众多GDs充电。在单无人机轨迹设计基础上，我们基于无人机群与GD聚类两种原则，提出两种联合优化多无人机轨迹的高效方案。此外，我们考虑UAV赋能WPT的两个重要扩展，即UAV赋能的无线供能通信网络（WPCN）与UAV赋能的无线供能移动边缘计算（MEC）。
引用
@article{arxiv.2103.00207,
title = {UAV-Enabled Wireless Power Transfer: A Tutorial Overview},
author = {Lifeng Xie and Xiaowen Cao and Jie Xu and Rui Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.00207},
year = {2021}
}