无人机辅助无线通信系统的能耗最小化研究

发布时间：2023-05-11 03:10

　　无人机的高移动性和灵活性可以弥补传统地面基站的蜂窝网络的不足,例如在人群聚集的地区为现有的蜂窝网络提升通信容量,给地面网络扩展通信范围以及为没有基础设施的偏远地区提供无线通信服务等。然而,无人机辅助的无线通信系统有一个关键性问题就是无人机有限的机载电池容量,无人机需要有效使用这部分能量来提高通信性能并延长无人机的飞行时间。与传统的地面基站相比,无人机会产生额外的推进能量消耗,以维持在空中的飞行及转向等运动。通常情况下,无人机的推进功率消耗要远大于进行通信所需的信息传输功率消耗。在本文中,我们研究了一种基于旋翼无人机的无线通信系统。本文考虑将旋翼无人机作为空中移动基站与地面的节点进行通信。每个地面节点都有目标数量的信息要在一定时间内发送到无人机。这种模型与许多实际应用相对应,例如使用无人机收集地面无线传感器的数据等。我们的目标是在确保满足每个地面节点的通信要求的基础上最小化无人机的能量消耗。首先,我们分析了旋翼无人机的动力消耗模型。基于这个功耗模型,我们先采用正交频分多址技术,在给定的任务完成时间的情况下,通过优化无人机的飞行轨迹以及通信资源分配策略来最小化无人机的能量消耗。这个优化问题...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 背景及意义
    1.2 发展历史和国内外研究现状
    1.3 论文的主要内容和章节安排
        1.3.1 论文的主要内容和贡献
        1.3.2 章节安排
第2章 旋翼无人机的能量消耗模型分析
    2.1 引言
    2.2 旋翼无人机推进能量消耗模型
    2.3 通信能量消耗模型
    2.4 本章小结
第3章 时间离散化无人机能耗最小化模型研究
    3.1 引言
    3.2 系统模型
    3.3 连续凸近似算法求解
        3.3.1 连续凸近似算法简介
        3.3.2 带宽和通信功率分配优化
        3.3.3 无人机轨迹优化
    3.4 仿真结果与分析
    3.5 本章小结
第4章 路径离散化无人机能耗最小化模型研究
    4.1 引言
    4.2 系统模型
    4.3 路径离散化系统模型
    4.4 连续凸近似算法求解
    4.5 仿真结果与分析
    4.6 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 未来展望
参考文献
指导教师对研究生学位论文的学术评语
答辩委员会决议书
致谢
攻读硕士学位期间的研究成果



本文编号：3814039