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学位论文简介

针对现有的移动设备通信节能问题，本文从三个不同的应用场景出发进行用户设备节能研究。首先对边缘计算中移动设备任务卸载的问题，本文采用了多无人机协同的策略，减低移动用户的能耗。针对通信基础设施发生故障的区域，本文利用设备到设备间（D2D）通信的优势保持信号盲区内设备的通信畅通，并尽可能延长整个网络的生命周期。针对传统的无线传感器网络中，传感器设备的能耗问题，我们制定了优化的通信协议综合考虑了位置和能量的影响。本文的主要创新成果如下：

1. 在基于无人机的边缘计算网络中，本文提出了一个节能高效的优化策略通过无人机群来降低移动用户的整体能耗。通过对用户的任务计算和卸载的能耗进行了建模，发现其是一个NP难的非凸优化问题，我们采用了控制变量法将优化问题转化为两个子问题求解，并分别采用坐标下降法和无人机群算法予以解决。

2. 在基础设施发生故障的区域，我们提出了一个连接这些基础设施故障区域的新方案，即能量感知的设备到设备通信方案（NEED）。我们所提的方案利用聚类技术，将通常不能直接访问蜂窝网络的基础设施故障区域的用户连接起来，形成一个个聚类集群。该方案显著延长了整个网络的生命周期。

3. 在传统的无线传感器网络中针对传感器节点的能量有限且难以补充的特点。为了提高节点的能量利用率、延长网络寿命，在经典的LEACH算法的基础上，我们提出了一种基于能量和距离的分布式层次路由协议（DEED），DEED协议中传感器节点存活率更高，网络生命周期得到了有效延长。

    

主要学术成果

1. Huigui Rong, Zhenqian Wang, Hongbo Jiang, Zhu Xiao, Fanzai Zeng. Energy-Aware Clustering and Routing in Infrastructure Failure Areas With D2D Communication [J]. Internet of Things Journal, 2019, 6(5): 8645-8657. ( 中科院1区, 导师第一作者)

2. Zhenqian Wang, Huigui Rong, Hongbo Jiang, Xuan Liu, Jing He. An Energy-Efficient Optimization Scheme in UAV-Enabled MEC Networks [J]. IEEE Transaction on Mobile Computing, Under Review. (中科院1区, 第一作者)

3. 汪振前, 赵明, 武正江. 自提名式非均匀分簇路由协议[J]. 小型微型计算机系统, 2017, 38(6): 1181-1186. (中文核心，第一作者)