概率信道模型下的无人机中继通信轨迹优化开题报告

1. 研究目的与意义

1.文献综述与调研报告：（阐述课题研究的现状及发展趋势，本课题研究的意义和价值、参考文献）

作为一种新兴技术，无人机综合网络由于其低成本、部 署灵活性和固有的机动性，已经引起了人们的重视，特别是在可怕或人类难以到达的通信环境中。特别是与地面通信系统相比，无人机无线系统具有地面节点(gns)通信信道[2]链路质量优越、三维(3d)空域飞行轨迹完全可控、网络灵活性更大等新优势。无人机中继传输在带来机遇的同时，也面临着挑战。在实践中，由于实际尺寸、重量和机载电池容量，无人机有一个有限的服务时间。在无人机中继通信系统中，合理设计无人机的轨迹，能够最大化系统的吞吞吐量，提高传输性能，减少功耗。

2. 研究内容和问题

基本内容：考虑由一个源节点、一个目的节点和一个全双工无人机中继系统节点构成的无人机中继通信系统。源节点在无人机中继的帮助下，在规定的时间内将Q比特数据传递给目的节点。根据源节点待传输信息比特数和源节点与目的地节点之间的距离，对无人机中继的飞行速度和飞行轨迹进行联合调整，在满足源节点待发送信息能够完全传输至目的地节点的条件下，实现无人机总飞行能耗的最小化。

预计解决的难题：课题的关键问题在于概率信道模型下的系统吞吐量计算和系统优化问题的化简

3. 设计方案和技术路线

考虑无人机的飞行轨迹可以分为两种模式，即匀速直线轨迹飞行模式和匀速圆形轨迹飞行模式。通过设计匀速直线轨迹和匀速圆形轨迹混合的飞行模式的设计，在满足源节点待发送信息能够完全传输至目的地节点的条件下，实现无人机总飞行能耗的最小化。课题采用递进式优化方法进行求解，将无法求解的原优化问题，分解为若干个子问题。对于概率信道模型下的系统吞吐量计算，可以用平均值或者下限值来代替瞬时吞吐量；在子问题的求解过程中，考虑特殊情况（如，当无人机靠近源节点而远离目的节点时，仅考虑源和无人机之间的链路，而忽略无人机与目的之间的链路）来简化问题。最后，通过子问题的解来设计迭代算法来获得原问题的近似解，并将获得的近似解与强力搜素获得的最优解进行比较。

4. 研究的条件和基础

要求学生对matlab软件有一定的了解，有一定的英文基础，具备单独阅读英文文献并理解的能力。坚持不懈，积极向上。