能效最优准则下无人机空中高度的优化算法

作者：陈卡

来源：弹箭与制导学报, 2023, 43(03): 62-67.

DOI：10.15892/j.cnki.djzdxb.2023.03.009

• 空中通信系统
• 能效
• 和序列凸规划法
• 单调分式规划法
• 空中高度

利用无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)组建空中移动基站，可为地面终端用户提供更灵活、高效的接入服务。受UAV覆盖范围和有限能量的约束，研究如何建立能效最优的UAV部署算法至关重要。为此，提出能效最优准则下无人机空中高度的优化算法(optimal energy efficient based aerial altitude optimization, EEAO)。先在满足用户最小速率要求和UAV高度的约束条件下，构建能效最优的高度优化的目标函数。同时，定义能效时不仅考虑UAV的通信能耗，还考虑UAV在垂直爬升和悬停阶段的能耗。再分别利用和序列凸规划法(sequential convex programming, SCP)和单调分式规划法(monotonic fractional programming, MFP)求解目标函数，获取能效最优的UAV高度值。性能分析表明，基于SCP法求解的最优高度值与基于MFP法求解的最优高度值相近。同时，相比于不考虑悬停阶段UAV的能耗，考虑悬停阶段UAV的能耗可提升网络能效。

• 单位
  驻马店职业技术学院