基于无人机信息采集系统优化传输策略研究

发布时间：2021-01-31 06:33

　　由于无人机具有快速移动和覆盖范围广的特性,无人机有极大的潜力提升通信系统的性能。近年来,无人机产业的运营成本持续下降,随着无人机通信模式的创新性加强。无人机逐渐被应用于各行各业,例如交通控制,货物运输,航拍,公共救援等,同时,基于无人机的无线通信也受到了广泛地关注。然而,无人机信息收集系统在实际场景中面临着对能耗要求挑战,其中需要解决的主要问题很多,本文着重点研究的是无人机的耐力问题。在无人机信息收集系统中,由于无人机的续航能力有限,在特定的返航时间内,无人机需要对机身充满电量来增加飞行路程,这就说明了无人机能耗问题是无人机信息收集系统的痛点。因此需要考虑的是如何节省无人机能源消耗。在续航能力有限的情况下,提升无人机耐力问题。无人机通信可以实现无人机监管问题,打造低空数字化的内在需求。与传统的陆地通信系统相比,无人机通信系统具有灵活性高,易于部署,成本低等优点。因此,把无人机作为空中基站搭载平台,能够增加无线网络的容量,扩大系统的通信覆盖范围,实现低成本、按需部署的通信服务。另外,在通信基础设施薄弱或受灾地区中,基于无人机收集信息系统能够快速建立通信链路,即无人机通信亦可在应急通信中发... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【图文】：

图３．１无人机空对地圆形轨迹通信系统模型??

?第３章无人机空对地通信中的联合轨迹优化和功率控制???定任务目标时，无人机的总能耗是五ｚＺ．ｌＯｘｌＯ＂４）＾。此外，图２标记了通过使用??二分法来计算出的节点的总传输能耗，在Ｑ＝６００Ｍｂ时，地面节点的总能耗是??６＝１６０．１５６＾。??ｘ?１０４??２?＾?＾?—了；－?－－?－?－?－?－?－■—＾?＾?—?—－?？??Ｐ１＝１１７．１９Ｗ??〇??２?Ｘ＾Ｔｈ％??Ｐ１＝１０５．４７Ｗ?ｙ?ｙ?Ｐ１＝１６７．９７Ｗ??一?１．５?－?＾ＰＴ＾Ｔ２８．ＭＷ?－??／??征?１?．?？????．?—?—?．??????Ｐ１＝９７．６５Ｗ?／??”?Ｖ??Ｍ?Ｉ?Ｍ?Ｍ??０?１００?２００?３００?４００?５００?６００??吞吐量（Ｍｂ）??图２吞吐量与传输的总能量消耗的关系??图３?（ａ）展示了地面节点不同传输功率时无人机的飞行半径与飞行总能量??消耗的关系。在这种情况下，每个时隙的传输功率是恒定的，而总能量消耗随??半径变化，我们对比了四种不同的传输功率。随着地面用户传输功率的增加，??无人机总能量消耗减少。例如，通过将瞬时传输功率从０．１５Ｗ增加到０．４５Ｗ，??系统的最小能耗将显着降低约２倍。然而，考虑到无人机有最小总能量消耗限??制，随着地面传输功率增加，无人机的飞行半径也随之增加。我们采用了迭代??方法来求解出无人机最小能量消耗对应的地面传输功率。此外，对于给定的固??定传输功率，系统的总能耗首先随飞行半径的增加而减小，然后系统的总能耗??达到最小能耗点，然后随着飞行半径的增

?第３章无人机空对地通信中的联合轨迹优化和功率控制???为０．４４Ｗ，最优飞行半径为７９．３７ｍ。当传输功率和飞行半径取最佳值，ＧＴ－ＵＡＶ??系统将实现在保证系统总能耗的前提下，系统所需的时间实际最校??別｜?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??１００?ｆ＝７９３７ｎｉ?－??ｐ４［ｎＨ．４４Ｗ??ｇ?８０?－?＾??６０?？?－??４０－?－??２ｎ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??１００?２００?３００?糊?ＭＯ?６００??图４吞吐量与飞行半径的关系??图５显示了任务完成时间与ＧＴ吞吐量的关系图。直观地看，任务完成时间??随着吞吐量总体上增加。系统吞吐量完成预定任务信息量的时间为ｒｍｎ＝２７９．２１ｓ。??当完成一定数量的任务时，飞行半径越大，任务完成时间越长。任务完成时间??可以会随着无人机半径增大而增加，同时完成传输任务的时间也增长，无人机??的能耗增大，地面传输功率消耗增大。??ＪＵＵ｜?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??２５０?－?／?－??Ｔ＝２７９，２１ｓ??２?２００．?Ｐ＞ｌ＝〇ｍ．??ｉｍ－Ｊ?■??１０ｆｌ－｜?－??＾０１?＞?Ｉ?Ｉ?Ｉ?１?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??＾?１００?２００?３００?４００?５００?６００??抛＿??图５吞吐量与时间的关系??２３??


本文编号：3010376