Wireless network coverage is a critical issue for Unmanned Aerial Vehicle (UAV) assisted communication service. The service capability of a single UAV is limited, so multi-UAV cooperation is the key and challenging point in the network coverage problem. At present, the research on network coverage based on multi-UAV cooperation is still limited, lacking a systematic research framework and the corresponding algorithms. How to provide efficient network modeling for multi-UAV cooperation and optimize deployment and service delay, energy efficiency and network lifetime are difficult and challenging. In order to achieve such high-performance UAV network coverage, we propose to jointly optimize multi-UAV deployment and wireless resource allocation based on delay, energy efficiency, and network sustainability, taking into account the channel model, UAVs' heterogeneity and coverage target differences. We will analyze the complexity of the problems, propose low computational complexity algorithms with worst-case performance guarantees and detail the theoretical analysis and proof accordingly. The proposed high-performance UAV network can reveal efficient operation mechanism of multi-UAV cooperation for providing wireless services, which plays a leading role in the establishment and development of the future sustainable Internet of Things (IoT).
无线网络覆盖问题是无人机辅助网络通信服务的核心问题。单个无人机的服务能力十分有限,而多无人机协作是网络覆盖问题中的关键所在。目前对基于多无人机协作的网络覆盖问题研究还非常有限,缺少系统的研究框架和关键算法。如何针对不同的应用场景,对多无人机协作提供网络覆盖进行高效建模,并优化部署和服务时延、系统能效以及网络生命周期是困难且有挑战的研究课题。为实现高性能无人机网络覆盖,本项目拟从时延、能效和网络可持续性等角度出发,综合考虑信道模型、无人机多维属性和覆盖目标差异等条件,建立无人机部署和无线资源分配的联合优化问题;分析问题的计算复杂性,提出复杂度低且具有性能保证的高效求解算法,并给出相应的理论分析与证明;最终,揭示多无人机协作提供网络通信服务的高效运行机理,为未来可持续物联网的建立和发展起到基础性与前导性的作用。
针对万物互联时代新型无线移动感知设备(无人机等)产生的大数据融合和处理方面的挑战,面向未来网络系统中爆炸式数据流量增长、海量设备连接、动态变化网络环境的需求,为实现高效的无人机辅助网络服务,本项目基于多无人机协作提供高性能网络覆盖所存在的一系列科学问题开展研宄工作,设计并实现了一系列高性能关键算法。结合无人机集群多维属性,联合设计无人机飞行高度与无线传输范围的关联关系,发现并证明了无人机群智协同网络覆盖中存在的若干NP-难问题,提出了领域内前沿性能最优且时间复杂度最低的求解方法,构建无人机群智网络覆盖的可持续服务方案;通过无人机群智协同与组合优化、计算复杂性以及通信理论深度融合,揭示了无人机群智协同计算的高效运行机理。依托项目发表学术论文16篇;其中,SCI期刊论文13篇,以IEEE Trans和JCR一区期刊为主,国际会议论文3篇(指导硕士研究生);授权国家发明专利3项;负责人入选2项湖北省高层次人才工程项目(湖北省百人计划、湖北省楚天学者计划)。
{{i.achievement_title}}
数据更新时间:2023-05-31
路基土水分传感器室内标定方法与影响因素分析
跨社交网络用户对齐技术综述
内点最大化与冗余点控制的小型无人机遥感图像配准
城市轨道交通车站火灾情况下客流疏散能力评价
基于FTA-BN模型的页岩气井口装置失效概率分析
无线传感器网络覆盖控制的理论与算法研究
煤矿复杂巷道多无人机群组协作监测与区域分析知识迁移
多无人机MANETs协同应急网络
多无人机协同吊运方法研究