基于能效感知的无人机协助的视频数据传输

王钰宁，刘晓霞,胡云冰

(1 四川水利职业技术学院信息工程系,四川崇州 611231;2 厦门大学信息学院,福建厦门 361005)

0 引言

由于移动便捷、部署灵活，无人机(unmanned aerial vehicle，UAV)通信已成为满足下一代蜂窝用户需求的有效技术[1-2]。UAV给空中和陆地的连接架上通信桥梁，已在多个领域中广泛使用，如地形测量等。这些应用要求通过UAV将视频数据传输到远端的陆地节点，进而实现对应用场景的监测。

目前，基于UAV的视频数据传输策略研究较多，文献[3]由收集数据的UAV(collected data-UAV，CD-UAV)直接向陆地节点传输视频数据。若由CD-UAV直接向陆地节点传输视频数据，CD-UAV的观察范围和通信区域受其存储的数据容量和能量限制。

然而，在多数场景，观察环境需要收集大面积区域的视频数据。因此，研究人员试图扩延CD-UAV的观察范围和通信区域[4-5]。一类方法是通过部署高性能天线扩延CD-UAV的通信区域。然而，在CD-UAV上安装高性能天线增加了部署成本，其不能在大型区域应用。另一方法是引用转发无人机(R-UAV)转发CD-UAV收集的视频数据扩延观察范围和通信区域。即不由CD-UAV直接向陆地节点传输数据，而是CD-UAV先将视频数据传输至UAV，再由UAV转发至陆地节点，如图1所示。将向陆地节点转发视频数据的节点称为R-UAV。为此，针对由R-UAV转发CD-UAV的视频数据的应用场景进行研究。

图1 基于R-UAV的视频数据传输应用场景

目前研究人员对基于R-UAV的视频数据传输策略进行了大量研究[6-8]，但是它们只关注了数据吞吐量。然而，利用多个UAV传输视频数据存在多个问题。例如，当多个UAV同时传输数据，彼此就会干扰，最终导致数据丢失。……