無人機OFDM?SWIPT軌跡通信聯(lián)合優(yōu)化設計

王麗平，雷 蕾，宋憲華

（1.鄭州鐵路職業(yè)技術學院，河南鄭州 450002；2.西安航空學院，陜西西安 710077）

1 引言

作為新一代信息技術的高度集成和綜合應用，物聯(lián)網(wǎng)（Inter?net of Thing，IoT）引起了學術界和工業(yè)界的極大興趣［1］。隨著IoT應用領域的擴大，基于無人機的IoT成為一個新興的研究熱點，無人機憑借其空中優(yōu)勢，在環(huán)境監(jiān)測、遙感與地理信息工程、情報收集等領域得到了廣泛的應用［2?4］。無人機可作為空中通信平臺，按需提供移動服務。此外，由于無人機支持快速部署，它可以提供緊急網(wǎng)絡接入，并在偏遠地區(qū)和災區(qū)快速建立通信連接。

現(xiàn)有的無人機使能IoT 研究主要集中在無人機與用戶之間的信息傳輸。文獻［5］在無障礙網(wǎng)絡的多跳中繼信道模型中，考慮了中斷概率、誤碼率和信道容量。文獻［6］采用了一種帶定向天線的無人機進行了試驗，通過聯(lián)合優(yōu)化無人機的高度和天線波束寬度，使吞吐量最大化。文獻［7］針對基于無人機的多跳中繼網(wǎng)絡的實時數(shù)據(jù)傳輸問題，提出了一種通過優(yōu)化信號衰減相關參數(shù)來實現(xiàn)吞吐量最大化的方案。然而，由于無人機軌跡優(yōu)化問題往往是非凸的，直接求解非常困難。為此，基于逐次凸逼近技術，許多文獻致力于無人機航跡和資源分配的聯(lián)合優(yōu)化，以提高網(wǎng)絡性能。文獻［8］提出了一種無人機航向和資源分配的聯(lián)合優(yōu)化方案，在無人機運動和能量預算約束下，最大限度地降低了數(shù)據(jù)分離率。文獻［9］研究了一種基于無人機的正交頻分復用（Orthogonal Frequency Di?vision Multiplexing，OFDM）網(wǎng)絡中無人機軌跡和資源分配的聯(lián)合優(yōu)化方案，重點研究了用戶間最小速率對網(wǎng)絡性能的影響。……