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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
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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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
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