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信息收集中无人机节能轨迹设计与资源优化
1
作者
郭少雄
宋志群
+2 位作者
李勇
刘丽哲
王斌
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期48-55,共8页
为优化无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)中无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)辅助信息收集系统的能量消耗,在综合考虑无人机飞行能耗和传感器节点上行数据传输能耗的基础上,提出了一种考虑链路间干扰的无人机轨迹和传...
为优化无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)中无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)辅助信息收集系统的能量消耗,在综合考虑无人机飞行能耗和传感器节点上行数据传输能耗的基础上,提出了一种考虑链路间干扰的无人机轨迹和传感器功率分配联合优化算法。首先,基于实际约束构建了系统能耗最小化问题模型;然后,针对多约束优化问题的非凸性特征,采用块坐标下降法(block coordinate descent,BCD)将系统能耗最小化问题分解为固定无人机轨迹下的功率分配和固定功率分配下的无人机轨迹优化两个子问题,根据子问题的数学特征,采用凸近似法将非凸问题转化成可以求解的近似凸优化问题,通过对两个子问题的交替迭代优化,得到原非凸问题的近似次优解;最后,通过仿真实验验证了所提算法的可行性和有效性。结果表明:所提算法最大可使系统能量消耗降低22%,明显优于对比算法;且随着传感器节点数量的增加,所提算法的优势更加明显。研究结果为WSN中的信息收集提供了一种系统能耗优化思路,即在有限提高无人机飞行能耗的基础上,有效降低系统的能量消耗。
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关键词
无线通信
无线传感器网络
无人机
信息收集
轨迹设计
块坐标下降
节能
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职称材料
卫星互联网路由技术综述
被引量:
1
2
作者
魏雯婷
伏丽莹
+2 位作者
王琨
卢雪玉
周兆军
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期9-23,共15页
卫星互联网呈现全球覆盖、灵活接入、可靠传输的发展趋势,是构建广覆盖、巨连接、立体化、全方位、全天候的空天地一体化信息网络的关键。由于星座规模快速扩张、网络拓扑高度复杂以及业务需求多元动态,卫星互联网的传输压力与日俱增。...
卫星互联网呈现全球覆盖、灵活接入、可靠传输的发展趋势,是构建广覆盖、巨连接、立体化、全方位、全天候的空天地一体化信息网络的关键。由于星座规模快速扩张、网络拓扑高度复杂以及业务需求多元动态,卫星互联网的传输压力与日俱增。路由技术负责卫星之间数据传输路径选择与数据转发,是提升星间数据传输效率和保障网络服务质量的关键,在高移动性、高时延、高动态通信以及空间环境复杂的星间组网环境中面临诸多挑战。以卫星互联网星间路由技术为研究对象,概述了卫星互联网的基本组成架构及工作模式。根据星间组网所面临的挑战,从动态信息感知、网络故障建模及跨层混合组网等方面系统梳理了星间路由的主要技术路线并分析了星间路由技术的研究进展,以及现有的各类解决方法在星上计算及存储能力受限时的适用性。最后结合当前卫星互联网路由技术的瓶颈与新兴网络技术,对未来卫星互联网路由技术进行了展望。
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关键词
卫星互联网
路由技术
网络架构
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职称材料
基于拓扑感知的软件定义卫星网络多业务路由
3
作者
卢雪玉
魏雯婷
+2 位作者
伏丽莹
刘丽哲
王冬冬
《西安电子科技大学学报》
CSCD
北大核心
2024年第6期10-24,共15页
卫星网络是构建广覆盖、巨连接、全方位、高可靠的天地一体化信息网络的关键。针对卫星网络结构复杂、业务需求多元化等问题,提出了基于拓扑感知的软件定义卫星网络多业务路由算法。为了实现灵活自适应管控,构建了星地协同的软件定义卫...
卫星网络是构建广覆盖、巨连接、全方位、高可靠的天地一体化信息网络的关键。针对卫星网络结构复杂、业务需求多元化等问题,提出了基于拓扑感知的软件定义卫星网络多业务路由算法。为了实现灵活自适应管控,构建了星地协同的软件定义卫星网络架构。在该架构的双层集中控制平面中,高轨卫星集中感知数据平面卫星网络拓扑信息,负责提取节点及链路属性以刻画星间链路可靠性。在所提出的星地协同的软件定义卫星网络架构下,通过构建拓扑感知模型、刻画动态链路属性以及构建多业务按需路由模型,设计了基于拓扑感知的多业务按需路由算法。针对时延、带宽、可靠性敏感3类业务,选取K最短路径作为解空间,结合拓扑路径可靠性感知与业务需求偏好,合理分配链路资源以满足用户多样的业务需求,实现算法的动态拓扑及多元服务自适应。仿真结果表明,所提路由算法有效降低了平均端到端时延及丢包率,且在业务满意度方面有明显提升。
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关键词
软件定义网络
卫星网络
拓扑感知
多业务路由
可靠性
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职称材料
题名
信息收集中无人机节能轨迹设计与资源优化
1
作者
郭少雄
宋志群
李勇
刘丽哲
王斌
机构
先进通信网全国重点实验室
(中国电子科技集团公司第五十四研究所)
出处
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第9期48-55,共8页
基金
先进通信网全国重点实验室基金(FFX24641X005)。
文摘
为优化无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)中无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)辅助信息收集系统的能量消耗,在综合考虑无人机飞行能耗和传感器节点上行数据传输能耗的基础上,提出了一种考虑链路间干扰的无人机轨迹和传感器功率分配联合优化算法。首先,基于实际约束构建了系统能耗最小化问题模型;然后,针对多约束优化问题的非凸性特征,采用块坐标下降法(block coordinate descent,BCD)将系统能耗最小化问题分解为固定无人机轨迹下的功率分配和固定功率分配下的无人机轨迹优化两个子问题,根据子问题的数学特征,采用凸近似法将非凸问题转化成可以求解的近似凸优化问题,通过对两个子问题的交替迭代优化,得到原非凸问题的近似次优解;最后,通过仿真实验验证了所提算法的可行性和有效性。结果表明:所提算法最大可使系统能量消耗降低22%,明显优于对比算法;且随着传感器节点数量的增加,所提算法的优势更加明显。研究结果为WSN中的信息收集提供了一种系统能耗优化思路,即在有限提高无人机飞行能耗的基础上,有效降低系统的能量消耗。
关键词
无线通信
无线传感器网络
无人机
信息收集
轨迹设计
块坐标下降
节能
Keywords
wireless communication
wireless sensor networks(WSN)
unmanned aerial vehicle(UAV)
data collection
trajectory design
block coordinate descent(BCD)
energy-efficient
分类号
TN929.52 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
卫星互联网路由技术综述
被引量:
1
2
作者
魏雯婷
伏丽莹
王琨
卢雪玉
周兆军
机构
西安电子科技大学
通信
工程学院
先进通信网全国重点实验室
陕西烽火电子股份有限公司西安研发中心
出处
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第5期9-23,共15页
基金
国家自然科学基金(62102302)
中央高校基本科研业务费专项资金(XJSJ23088)
先进通信网全国重点实验室基金课题资助(FFX24641X007,BAX24641X002)。
文摘
卫星互联网呈现全球覆盖、灵活接入、可靠传输的发展趋势,是构建广覆盖、巨连接、立体化、全方位、全天候的空天地一体化信息网络的关键。由于星座规模快速扩张、网络拓扑高度复杂以及业务需求多元动态,卫星互联网的传输压力与日俱增。路由技术负责卫星之间数据传输路径选择与数据转发,是提升星间数据传输效率和保障网络服务质量的关键,在高移动性、高时延、高动态通信以及空间环境复杂的星间组网环境中面临诸多挑战。以卫星互联网星间路由技术为研究对象,概述了卫星互联网的基本组成架构及工作模式。根据星间组网所面临的挑战,从动态信息感知、网络故障建模及跨层混合组网等方面系统梳理了星间路由的主要技术路线并分析了星间路由技术的研究进展,以及现有的各类解决方法在星上计算及存储能力受限时的适用性。最后结合当前卫星互联网路由技术的瓶颈与新兴网络技术,对未来卫星互联网路由技术进行了展望。
关键词
卫星互联网
路由技术
网络架构
Keywords
satellite Internet
routing technology
network structure
分类号
TN92 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
基于拓扑感知的软件定义卫星网络多业务路由
3
作者
卢雪玉
魏雯婷
伏丽莹
刘丽哲
王冬冬
机构
西安电子科技大学
通信
工程学院
先进通信网全国重点实验室
出处
《西安电子科技大学学报》
CSCD
北大核心
2024年第6期10-24,共15页
基金
国家自然科学基金(62102302)
中央高校基本科研业务费专项资金(XJSJ23088)
先进通信网全国重点实验室基金课题资助(BAX24641X002、FFX24641X006、FFX24641X007)。
文摘
卫星网络是构建广覆盖、巨连接、全方位、高可靠的天地一体化信息网络的关键。针对卫星网络结构复杂、业务需求多元化等问题,提出了基于拓扑感知的软件定义卫星网络多业务路由算法。为了实现灵活自适应管控,构建了星地协同的软件定义卫星网络架构。在该架构的双层集中控制平面中,高轨卫星集中感知数据平面卫星网络拓扑信息,负责提取节点及链路属性以刻画星间链路可靠性。在所提出的星地协同的软件定义卫星网络架构下,通过构建拓扑感知模型、刻画动态链路属性以及构建多业务按需路由模型,设计了基于拓扑感知的多业务按需路由算法。针对时延、带宽、可靠性敏感3类业务,选取K最短路径作为解空间,结合拓扑路径可靠性感知与业务需求偏好,合理分配链路资源以满足用户多样的业务需求,实现算法的动态拓扑及多元服务自适应。仿真结果表明,所提路由算法有效降低了平均端到端时延及丢包率,且在业务满意度方面有明显提升。
关键词
软件定义网络
卫星网络
拓扑感知
多业务路由
可靠性
Keywords
software defined networking
satellite network
topology awareness
multi-service routing
reliability
分类号
TN92 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
信息收集中无人机节能轨迹设计与资源优化
郭少雄
宋志群
李勇
刘丽哲
王斌
《哈尔滨工业大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
卫星互联网路由技术综述
魏雯婷
伏丽莹
王琨
卢雪玉
周兆军
《西安电子科技大学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
1
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下载PDF
职称材料
3
基于拓扑感知的软件定义卫星网络多业务路由
卢雪玉
魏雯婷
伏丽莹
刘丽哲
王冬冬
《西安电子科技大学学报》
CSCD
北大核心
2024
0
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参考文献
引证文献
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