基于蟻群算法的無人機協(xié)助分發(fā)數(shù)據(jù)算法

張慧娟

(駐馬店職業(yè)技術學院信息工程系，駐馬店 463000)

0 引言

隨著智能設備日益劇增，通信網(wǎng)絡的負荷也日益繁重。如何有效地向智能設備分為數(shù)據(jù)成為現(xiàn)代通信網(wǎng)絡亟待解決的問題。由于移動便捷、部署靈活，無人機(unmanned aerial vehicle,UAV)通信已成為滿足下一代蜂窩用戶需求的有效技術[1-2]。通過UAV向智能設備分發(fā)文件，可緩解通信網(wǎng)絡的負荷重的問題。

然而，UAV的有限能量供給對UAV的應用提出了挑戰(zhàn)。因此，高效地使用UAV能量，提高能量利用率成為部署UAV應用的關鍵[3]。

ZENG等[3]通過優(yōu)化UAV移動軌跡和與設備通信的時間，最小化UAV的能量消耗。ZENG等[4]針對自組織網(wǎng)絡，通過選擇部分UAV作為轉發(fā)節(jié)點，最大化總體吞吐量和最小化總體傳輸時延。此外，XUE等[5]針對基于UAV向智能設備分發(fā)文件的場景，研究如何使設備獲取更多文件數(shù)據(jù)。XUE等[6]通過優(yōu)化資源的調度和UAV的軌跡，使物聯(lián)網(wǎng)設備能夠采集更多的數(shù)據(jù)。這些策略在最大化收集的數(shù)據(jù)量的同時，未能有針對性地降低UAV能耗。

由于UAV的能量消耗受多個因素影響，如分發(fā)數(shù)據(jù)的大小、通信環(huán)境等，降低UAV能量消耗是一個復雜的系統(tǒng)任務。蟻群算法是解決復雜任務的有效群智能算法之一。本文以UAV向陸地設備分發(fā)文件為應用場景，提出基于蟻群算法的UAV協(xié)助分發(fā)數(shù)據(jù)算法ACUD，旨在保持設備能夠獲取所需的文件數(shù)據(jù)的同時，降低總體的能量消耗。ACUD算法將設備劃分兩層，UAV直接向第一層設備分發(fā)文件數(shù)據(jù)；第二層設備通過第一層設備轉發(fā)，獲取文件數(shù)據(jù)?！?br>