1.一种多天线无人机通信能耗最小化方法，其特征在于，包括步骤：构建基于多天线旋翼无人机的空中视频监控系统；所述空中视频监控系统由 个单天线地面用户和一架配备 个均匀矩形阵列天线的旋翼无人机组成，无人机从指定起点起飞以固定高度飞往指定终点，在飞行过程中捕获视频为用户提供视频传输服务；

以最小化无人机的总能耗为目标，在确保每个地面用户能够达到最低可接受的播放速率的限制下，在无人机的起始位置和终止位置的限制下，在无人机的飞行速度不超过其最大速度 的限制下，构建联合优化无人机的发射波束成形、轨迹和飞行时间 的优化问题；

求解所述优化问题，获得无人机的轨迹、发射波束成形和飞行时间 ；

在求解所述优化问题的过程中，采用黄金分割搜索法获取每一段路径的最优速度，具体包括步骤：

1）以 代表速度 ，以函数 代表无人机在第 段路径上的飞行损耗 ，确定 的初始区间 为 ；

2）使用黄金分割比例计算 和 ；

3）计算 、 点处的函数值 、 ；

4）判断 是否大于 ，若是则令 ，并返回至步骤3）；若否则令 并返回至步骤3）；

5）当区间 小于规定精度 时，结束步骤3）和4）的迭代，输出当前的区间 ；

6）确定使无人机在每段路径的飞行能量消耗最小的最优速度在区间 中任意选取。

2.根据权利要求1所述的一种多天线无人机通信能耗最小化方法，其特征在于：无人机的总能耗等于无人机在时刻 的推进功率 与发射功率 之和在飞行时间 内的积分；无人机在时刻 的推进功率 等于无人机在时刻 克服空气阻力所消耗的基础功耗、旋翼的驱动功耗、旋翼的诱导功耗之和；无人机在 时刻的发射功率 等于分配给 个地面用户的波束成形向量的模的平方和。

3.根据权利要求2所述的一种多天线无人机通信能耗最小化方法，其特征在于：无人机在时刻 克服空气阻力所消耗的基础功耗等于 ，无人机在时刻 旋翼的驱动功耗等于 ，无人机在时刻 旋翼的诱导功耗等于， 分别代表旋翼的诱导平均速度、旋翼叶片的

角速度以及旋翼的半径， 和 分别表示悬停状态下的叶型功率和诱导功率，分别表示机身阻力比、旋翼的鲁棒性、旋翼盘面积和空气密度， 表示无人机在时刻 的速度向量， 表示向量的模运算。

4.根据权利要求1所述的一种多天线无人机通信能耗最小化方法，其特征在于，每个地面用户能够达到最低可接受的播放速率的限制表示为信道带宽 与在时刻 地面用户 可实现的视频播放速率 的乘积不小于最低可接受的播放速率 ， 等于， 表示地面用户 在时刻 的信噪比；计算 时，采用了包含视距和非视距多路径分量的Racian信道模型。

5.根据权利要求4所述的一种多天线无人机通信能耗最小化方法，其特征在于，求解所述优化问题，具体包括步骤：给定无人机的发射波束成形 ，将所述优化问题转化为联合优化无人机的轨迹和飞行时间 的第一子问题；

采用路径离散化的方法，将无人机的飞行轨迹划分为 段，从而得到 个路径点；将每一条路径看为一条直线，假定每一条路径 中无人机的速度向量 被视为恒定，给定无人机在第 段路径开始和结束处的坐标 和 ，将所述第一子问题转化为第二子问题，该第二子问题以最小化无人机沿第 段路径的推进能耗为目标、以 、为约束条件优化每段路径的持续时间 ， 表示可允许的任一段路径的最大长度， 为无人机沿第 段路径的飞行速度大小；

求解所述第二子问题，得到持续时间 ，进一步得到飞行时间 ，以及无人机的最优飞行轨迹 ；

代入求得的飞行时间 和无人机的最优飞行轨迹 ，将所述优化问题转化为以最小化 为目标、以 为约束条件优化无人机的发射波束成形 的第三子问题， 表示地面用户 在线段l的信噪比；

对所述第三子问题进行求解，得到最优的无人机的发射波束成形 。

6.根据权利要求1所述的一种多天线无人机通信能耗最小化方法，其特征在于：无人机的最优飞行轨迹为在指定起点和指定终点之间直线匀速飞行。

7.根据权利要求5所述的一种多天线无人机通信能耗最小化方法，其特征在于，对所述第三子问题进行求解，得到最优的无人机的发射波束成形 ，具体包括步骤：将所述第三子问题转化为以最小化 为目标、以

为约束条件优化 的第四子问题， 、 分别表示

单个时间段内的 、 ；

将约束条件 变形为

， 为用户 对应的信道增益向量，

，然后将 替换为其下界

，得到新的约束条件

， 表示取实部运算， 表示 的任意可行点，从

而将所述第四子问题转化为第五子问题；

对所述第五子问题进行求解，得到最优解 。

8.根据权利要求7所述的一种多天线无人机通信能耗最小化方法，其特征在于：采用凸优化问题求解工具对所述第五子问题进行求解。

9.一种多天线无人机通信能耗最小化系统，其特征在于：包括智能体，所述智能体用于执行权利要求1 8任一项所述的一种多天线无人机通信能耗最小化方法。

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