Análisis Dependiente de la Altura de la Ocupación del Espectro de UAV para Sistemas Celulares Considerando Patrones de Antena en 3D
Autores: Maeng, Sung Joon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Análisis Dependiente de la Altura de la Ocupación del Espectro de UAV para Sistemas Celulares Considerando Patrones de Antena en 3D
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Detección de espectro
Configuraciones de antenas receptoras
Altitud
Potencia de señal
Patrones de antena
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) están surgiendo como plataformas aéreas móviles para la detección del espectro de radiofrecuencia (RF), lo que permite un monitoreo dinámico de la ocupación del espectro de los sistemas celulares a diferentes altitudes. El impacto de las configuraciones de antena del receptor del VANT, particularmente en relación con la altitud, es crítico para determinar el rendimiento de ocupación. En este documento, presentamos un marco analítico dependiente de la altura para la ocupación del espectro basada en VANT, centrándonos en cómo diferentes configuraciones de antena del receptor afectan la potencia de la señal detectada. Consideramos dos tipos de patrones de antena 3D: una antena dipolo típica y una antena direccional hacia abajo. Utilizando un enfoque basado en geometría estocástica, derivamos expresiones en forma cerrada para la potencia detectada dependiente de la altitud bajo ambas configuraciones de antena. Además, ejecutamos un análisis basado en trazado de rayos con un mapa 3D del mundo real y patrones de antena realistas. Se realizan simulaciones de Monte Carlo para validar los resultados analíticos, revelando que tanto la altitud como la directividad de la antena afectan críticamente la precisión de ocupación y la cobertura.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) están surgiendo como plataformas aéreas móviles para la detección del espectro de radiofrecuencia (RF), lo que permite un monitoreo dinámico de la ocupación del espectro de los sistemas celulares a diferentes altitudes. El impacto de las configuraciones de antena del receptor del VANT, particularmente en relación con la altitud, es crítico para determinar el rendimiento de ocupación. En este documento, presentamos un marco analítico dependiente de la altura para la ocupación del espectro basada en VANT, centrándonos en cómo diferentes configuraciones de antena del receptor afectan la potencia de la señal detectada. Consideramos dos tipos de patrones de antena 3D: una antena dipolo típica y una antena direccional hacia abajo. Utilizando un enfoque basado en geometría estocástica, derivamos expresiones en forma cerrada para la potencia detectada dependiente de la altitud bajo ambas configuraciones de antena. Además, ejecutamos un análisis basado en trazado de rayos con un mapa 3D del mundo real y patrones de antena realistas. Se realizan simulaciones de Monte Carlo para validar los resultados analíticos, revelando que tanto la altitud como la directividad de la antena afectan críticamente la precisión de ocupación y la cobertura.