支持无线采能及簇间负载均衡的无人机辅助数据调度及轨迹优化算法

来源：电子与信息学报杂志2024年第10期北京时间：

作者：柴蓉, 李沛欣, 梁承超, 陈前斌

单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院 重庆 400065

摘要：该文研究了无人机(UAV)辅助无线传感器网络的数据收集问题。首先提出基于均值漂移算法的传感器节点(SN)初始分簇策略，进而以簇间负载均衡为目标，设计SN切换算法。基于所得成簇策略，将UAV数据收集及轨迹规划问题建模为系统能耗最小化问题。由于该问题是一个非凸问题，难以直接求解，将其分为两个子问题，即数据调度子问题及UAV轨迹规划子问题。针对数据调度子问题，提出一种基于多时隙库恩-蒙克雷斯算法的时频资源调度策略。针对UAV轨迹规划子问题，将其建模为马尔可夫决策过程，并提出一种基于深度Q网络的UAV轨迹规划算法。仿真结果验证了所提算法的有效性。

关键词：无人机, 数据收集, 轨迹优化, 马尔可夫决策过程

基金资助：国家自然科学基金(62271097)