随着数据流量的规模和数量指数级增长,通信系统承受了因此带来的极大压力。然而,传统的通信系统主要是依靠基站的部署,这难以解决带来的相关问题。此外,地面基站的广泛安装具有布置代价高、安装难度大等缺点。面对部署环境复杂、泥石流等恶劣情况时,现代通信系统难以有具体且行之有效的方法来应对。幸运的是,将通信系统中传统地面基站替换为可以部署在高空的无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)基站,利用UAV辅助的无线信息能量传输技术能够很好地解决带来的新问题。研究内容一介绍了UAV辅助的无线能量传输装置的技术设计原理,从多角度分析解释了传输功率及效率的影响因素。其中设计了一种双次级绕组并联系统的耦合结构和移动切换模块,对耦合建模与自适应切换控制方法进行了详细介绍。研究内容二中UAV作为飞行的空中基站向多个地面用户进行能量传输。研究内容的目标是通过联合优化UAV与地面用户数据路由传输方式,最大化UAV休假时间在周期时间中的比率。首先,文章通过问题建模得到原始的待优化问题。之后,对原始问题分析得出两个互不干扰的变量───节点中的最大能耗率与UAV的任务周期。其中,采用基于分时的模拟退火算法(time-sharing based simulated annealing algorithm,TSBSAA)求得了UAV的优化轨迹,从而获得了节点平均接收功率最大化。最后,通过线性规划方法,对目标函数的影响变量───节点能耗率进行优化,得到了满足目标函数的节点数据路由。研究内容三中UAV向多个分簇传感网区域进行能量传输。首先,通过对聚类方案的联合优化,提出了改进DE算法的UAV最优驻点搜索算法。其次,基于该算法搜寻到的UAV最优驻点作为路径点,利用改进的局部置换算法,对UAV访问各区域路径点、降低路径中区域休眠率的飞行行为进行了规划。仿真结果表明,本内容所提方案能解决大规模无线传感器网络的休眠率问题。本文的研究内容通过联合优化UAV轨迹、传感网分簇、区域休眠率、传感网路由及能耗方式,针对对应目标问题提出了有效解决方案。通过仿真结果对比,证实了文章所提方案有较大的可行性。