无人机中继通信系统的轨迹优化和资源分配研究

发布时间：2021-09-11 20:48

　　无人机（Unmanned aerial vehicles,UAV）以其能够按需快速部署、高机动性和与地面高概率的实现视线通信链路的独特优势,在无线通信中得到了重要的应用。对于无人机辅助的无线通信,主要用例之一是无人机中继,其中无人机在天空中被部署为飞行的中继,为没有可靠直接通信链路的远程用户之间提供无线连接。在无人机中继通信系统中,合理设计无人机的轨迹以及资源分配,能够最大化系统的吞吐量,提高传输性能。本课题以实际应用场合为研究背景,研究在不同条件下,无人机中继通信系统的最优轨迹和资源分配联合优化算法,由于所形成的优化问题是非凸的,求解难度大,本文提出了一种基于交替优化和逐次凸优化方法的有效迭代求解算法。论文研究内容包括以下几方面:（1）研究了一个多跳无人机中继通信系统,其中源节点将信息通过多个无人机中继以多跳的方式转发到目标节点。研究在无人机移动性和避碰约束、信息因果约束、以及源和无人机中继的平均和峰值发射功率约束的条件下,通过联合无人机轨迹和发射功率优化实现端到端的吞吐量最大化。与仅使用发射功率分配或轨迹优化的三种基准方案相比,数值结果验证了所提出算法的有效性。（2）研究了一个无人... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 无人机通信系统
        1.2.2 无人机中继通信系统
        1.2.3 资源分配
        1.2.4 轨迹优化
    1.3 本文主要研究内容与结构安排
        1.3.1 本文主要研究内容
        1.3.2 本文的结构安排
第二章 中继通信系统基本理论
    2.1 无线中继通信系统模型
        2.1.1 单中继通信模型
        2.1.2 多中继通信模型
    2.2 无人机通信系统信道模型
        2.2.1 信道特性分析
        2.2.2 系统信道模型
第三章 多跳无人机中继通信系统轨迹和功率联合优化
    3.1 系统模型和问题阐述
        3.1.1 系统模型
        3.1.2 优化问题描述
    3.2 联合优化轨迹和发射功率算法设计
        3.2.1 发射功率优化
        3.2.2 轨迹优化
        3.2.3 整体算法
    3.3 仿真结果与分析
    3.4 章末总结
第四章 无人机辅助回传通信系统的功率、带宽和轨迹联合优化
    4.1 系统模型和问题阐述
        4.1.1 系统模型
        4.1.2 优化问题阐述
    4.2 联合优化功率、带宽和轨迹算法设计
        4.2.1 联合功率和带宽分配
        4.2.2 无人机轨迹优化
        4.2.3 迭代的功率,带宽和轨迹优化
    4.3 仿真结果与分析
    4.4 章末总结
总结与展望
参考文献
攻读学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3393696