Análisis de Cobertura y Capacidad para Redes Asistidas por UAV con Comunicaciones Direccionales en mmWave
Autores: Wei, Xingchen; Peng, Laixian; Xu, Renhui; Li, Aijing; Yu, Xingyue; Wang, Hai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis de Cobertura y Capacidad para Redes Asistidas por UAV con Comunicaciones Direccionales en mmWave
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Onda milimétrica
Redes asistidas por UAV
Antenas mmwave
Capacidad de red
Probabilidad de cobertura
Análisis geométrico estocástico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Las redes asistidas por vehículos aéreos no tripulados (UAV) de ondas milimétricas (mmWave) tienen un enorme potencial de aplicación debido a su gran ancho de banda y ultra alta velocidad, siendo consideradas una tecnología efectiva para mejorar la fiabilidad en los campos militar y civil. Sin embargo, debido a su complejo entorno del espectro electromagnético y la sensibilidad de las mmWaves a los efectos de bloqueo, el análisis de su rendimiento enfrenta ciertas dificultades. Este artículo investiga la cobertura y la capacidad de las redes asistidas por UAV mmWave bajo efectos de bloqueo significativos y entornos electromagnéticos complejos; para este propósito, equipamos cada UAV con antenas mmWave que presentan un ancho de haz y dirección ajustables. También se empleó un proceso de puntos de núcleo duro de Matérn (MHCPP) con restricciones de repulsión para reflejar las restricciones de distancia mínima y aislar la interferencia mutua entre UAV. Luego, utilizando un análisis geométrico estocástico, derivamos las características de cobertura y capacidad y obtuvimos una expresión en forma cerrada para la probabilidad de cobertura de la red. Finalmente, los resultados de la simulación mostraron que el rendimiento de la red podría alcanzar el 86% cuando la densidad de UAV era la mitad de la de las estaciones base terrestres (GBS) en el centro de la ciudad, validando la eficiencia y precisión de nuestras derivaciones teóricas.
Descripción
Las redes asistidas por vehículos aéreos no tripulados (UAV) de ondas milimétricas (mmWave) tienen un enorme potencial de aplicación debido a su gran ancho de banda y ultra alta velocidad, siendo consideradas una tecnología efectiva para mejorar la fiabilidad en los campos militar y civil. Sin embargo, debido a su complejo entorno del espectro electromagnético y la sensibilidad de las mmWaves a los efectos de bloqueo, el análisis de su rendimiento enfrenta ciertas dificultades. Este artículo investiga la cobertura y la capacidad de las redes asistidas por UAV mmWave bajo efectos de bloqueo significativos y entornos electromagnéticos complejos; para este propósito, equipamos cada UAV con antenas mmWave que presentan un ancho de haz y dirección ajustables. También se empleó un proceso de puntos de núcleo duro de Matérn (MHCPP) con restricciones de repulsión para reflejar las restricciones de distancia mínima y aislar la interferencia mutua entre UAV. Luego, utilizando un análisis geométrico estocástico, derivamos las características de cobertura y capacidad y obtuvimos una expresión en forma cerrada para la probabilidad de cobertura de la red. Finalmente, los resultados de la simulación mostraron que el rendimiento de la red podría alcanzar el 86% cuando la densidad de UAV era la mitad de la de las estaciones base terrestres (GBS) en el centro de la ciudad, validando la eficiencia y precisión de nuestras derivaciones teóricas.