无人机搭载可重构智能表面增强的无线供电移动众包:联合传输、压缩与轨迹设计
信号处理
2024-10-23 v1
摘要
移动众包(Mobile Crowdsensing, MCS)能够从海量设备收集数据以实现广泛的感知范围。无线能量传输(Wireless Power Transfer, WPT)是一种有前景的范式,可通过向分布式设备可持续地传输能量来延长MCS系统的运行时间。然而,当信道条件较差时,WPT的效率会显著降低。无人机(UAV)和可重构智能表面(Reconfigurable Intelligent Surface, RIS)可作为主动或被动中继来增强不利传播环境中的WPT效率。因此,为探索联合部署无人机和RIS以提升传输效率的潜力,我们提出了一种用于WPT辅助MCS系统的新型传输框架,该框架由无人机搭载RIS来增强。随后,在不同的压缩方案下,我们构建了两个优化问题,通过联合设计WPT与上传时间、波束成形矩阵、CPU周期和无人机轨迹来最大化用户设备(UE)上传数据的加权和。提出了一种基于闭合形式波束成形设计和逐次凸逼近(Successive Convex Approximation, SCA)算法的块坐标下降(Block Coordinate Descent, BCD)算法来求解所构建的问题。此外,为了突出压缩方案所带来的增益洞察,我们分析了压缩方案的能量效率,并确认增益随压缩所用功率的增加而逐渐减小。仿真结果表明,在无线供电的MCS系统中,收集的数据量可以得到有效增加。
引用
@article{arxiv.2407.21280,
title = {Wireless-Powered Mobile Crowdsensing Enhanced by UAV-Mounted RIS: Joint Transmission, Compression, and Trajectory Design},
author = {Yongqing Xu and Haoqing Qi and Zhiqin Wang and Xiang Zhang and Yong Li and Tony Q. S. Quek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.21280},
year = {2024}
}
备注
This work has been submitted to the IEEE for possible publication