无人机辅助无线传感器网络数据采集的信息年龄-能量权衡方案

来源：计算机工程杂志2026年第4期北京时间：

作者：田海龙, 贾向东, 张兴元, 常恒

单位：1. 西北师范大学计算机科学与工程学院, 甘肃 兰州 7300702. 南京邮电大学江苏省无线通信重点实验室, 江苏 南京 210003

摘要：随着通信技术的发展, 物联网(IoT)在现实生活中发挥着越来越重要的作用, 无人机(UAV)通信在IoT中的应用也得到了广泛研究。UAV作为移动数据收集器, 用于采集无线传感器网络(WSN)中感知节点(SN)的数据。引入信息年龄(AoI)作为评价网络性能的指标, 提出一种基于UAV轨迹设计和SN调度策略的数据采集方案。基于该方案, 构建了平均AoI(AAoI)和SN能耗加权最小化模型, 通过优化UAV的轨迹、SN的调度以及发射功率, 最小化系统AAoI和能耗的加权和, 该问题为混合整数非线性问题, 通常难以直接求解。因此, 首先利用路径离散化方法将多个连续的变量离散化, 然后提出基于块坐标下降法(BCD)和连续凸逼近(SCA)的联合优化算法, 得到满足KKT条件的局部最优解。从仿真结果可以看出, AoI和SN能耗得到有效平衡, 表明了所提方案的可行性。

关键词：无线传感器网络,无人机,数据采集,信息年龄,凸优化

基金资助：国家自然科学基金(62261048)