无人机的高移动性和灵活性可以弥补传统地面基站的蜂窝网络的不足,例如在人群聚集的地区为现有的蜂窝网络提升通信容量,给地面网络扩展通信范围以及为没有基础设施的偏远地区提供无线通信服务等。然而,无人机辅助的无线通信系统有一个关键性问题就是无人机有限的机载电池容量,无人机需要有效使用这部分能量来提高通信性能并延长无人机的飞行时间。与传统的地面基站相比,无人机会产生额外的推进能量消耗,以维持在空中的飞行及转向等运动。通常情况下,无人机的推进功率消耗要远大于进行通信所需的信息传输功率消耗。在本文中,我们研究了一种基于旋翼无人机的无线通信系统。本文考虑将旋翼无人机作为空中移动基站与地面的节点进行通信。每个地面节点都有目标数量的信息要在一定时间内发送到无人机。这种模型与许多实际应用相对应,例如使用无人机收集地面无线传感器的数据等。我们的目标是在确保满足每个地面节点的通信要求的基础上最小化无人机的能量消耗。首先,我们分析了旋翼无人机的动力消耗模型。基于这个功耗模型,我们先采用正交频分多址技术,在给定的任务完成时间的情况下,通过优化无人机的飞行轨迹以及通信资源分配策略来最小化无人机的能量消耗。这个优化问题很难解决,一方面是因为其是一个非凸优化问题,另一方面涉及到无限数量的优化变量,并且这些变量随着时间的推移以连续函数的形式耦合在一起。为了解决这些技术难点,我们首先将时间离散化并采用连续凸近似优化技巧以及块坐标下降法,通过联合优化无人机轨迹和通信资源分配得到一个局部最优解。接着我们采用时分多址技术,将任务时间也作为优化变量,把路径离散化,并同样得到一个次优解。最后,为了验证所提出的算法的优势,我们进行了仿真实验,并与其他算法进行对比。试验结果表明,采用本文提出的算法均可以在满足限制条件的情况下使得无人机消耗的能量最小化。