Awoa: un algoritmo avanzado de optimización de ballenas para la detección de señales en sistemas de entrada múltiple-salida múltiple de inducción magnética submarina
Autores: Gao, Guohong; Wang, Jianping; Zhang, Jie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Awoa: un algoritmo avanzado de optimización de ballenas para la detección de señales en sistemas de entrada múltiple-salida múltiple de inducción magnética submarina
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Explotación de recursos marinos
Inducción magnética
MIMO
Algoritmo de optimización de ballenas
Comunicación submarina
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
Con la creciente explotación y uso de los recursos marinos, las limitaciones de las tecnologías acústicas, ópticas y de radiofrecuencia para las comunicaciones submarinas se han vuelto cada vez más evidentes. La inducción magnética (MI) es una nueva tecnología de comunicación que permite la transmisión de datos inalámbrica a través del acoplamiento de campos magnéticos entre las bobinas transmisoras y receptoras. MI ofrece ventajas como estabilidad de canal, tamaño de antena pequeño y sin pérdida de trayectoria múltiple. La tecnología de múltiple entrada y múltiple salida (MIMO) es una tecnología multi-antena que aumenta significativamente la capacidad del sistema y la utilización del espectro sin aumentar el ancho de banda. El algoritmo de optimización de ballenas (WOA) es un algoritmo bioinspirado bien conocido que imita el comportamiento de caza de las ballenas para optimizar la inteligencia de enjambre. Este artículo propone un modelo para un sistema de comunicación MIMO submarino basado en inducción magnética. Luego construimos un algoritmo de detección de señal para sistemas MI-MIMO utilizando el algoritmo de optimización de ballenas avanzado (AWOA) y realizamos experimentos de simulación para comparar el rendimiento y la complejidad de tres algoritmos estándar de detección de señal: cero-forzado (ZF), error cuadrático medio mínimo (MMSE) y máxima verosimilitud (ML). Los resultados experimentales muestran que AWOA logra resultados subóptimos, ya que su tasa de error de bit (BER) está cerca de la del algoritmo ML. Además, la complejidad de AWOA es comparable a la de la estrategia MMSE. Este trabajo apoya el desarrollo de un sistema de comunicación submarina basado en MI de alto rendimiento.
Descripción
Con la creciente explotación y uso de los recursos marinos, las limitaciones de las tecnologías acústicas, ópticas y de radiofrecuencia para las comunicaciones submarinas se han vuelto cada vez más evidentes. La inducción magnética (MI) es una nueva tecnología de comunicación que permite la transmisión de datos inalámbrica a través del acoplamiento de campos magnéticos entre las bobinas transmisoras y receptoras. MI ofrece ventajas como estabilidad de canal, tamaño de antena pequeño y sin pérdida de trayectoria múltiple. La tecnología de múltiple entrada y múltiple salida (MIMO) es una tecnología multi-antena que aumenta significativamente la capacidad del sistema y la utilización del espectro sin aumentar el ancho de banda. El algoritmo de optimización de ballenas (WOA) es un algoritmo bioinspirado bien conocido que imita el comportamiento de caza de las ballenas para optimizar la inteligencia de enjambre. Este artículo propone un modelo para un sistema de comunicación MIMO submarino basado en inducción magnética. Luego construimos un algoritmo de detección de señal para sistemas MI-MIMO utilizando el algoritmo de optimización de ballenas avanzado (AWOA) y realizamos experimentos de simulación para comparar el rendimiento y la complejidad de tres algoritmos estándar de detección de señal: cero-forzado (ZF), error cuadrático medio mínimo (MMSE) y máxima verosimilitud (ML). Los resultados experimentales muestran que AWOA logra resultados subóptimos, ya que su tasa de error de bit (BER) está cerca de la del algoritmo ML. Además, la complejidad de AWOA es comparable a la de la estrategia MMSE. Este trabajo apoya el desarrollo de un sistema de comunicación submarina basado en MI de alto rendimiento.