Evaluación de Riesgo Probabilístico para la Maximización de la Tasa de Datos en Redes Inalámbricas Asistidas por Vehículos Aéreos No Tripulados
Autores: Toledo, Karel; Kaschel, Hector; Rodriguez, Mauricio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Evaluación de Riesgo Probabilístico para la Maximización de la Tasa de Datos en Redes Inalámbricas Asistidas por Vehículos Aéreos No Tripulados
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Evolución
Redes inalámbricas
Vehículo aéreo no tripulado
Eficiencia de la red
Tasas de datos
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La evolución de las redes inalámbricas más allá de la quinta generación (B5G) plantea desafíos técnicos y económicos significativos en áreas urbanas, suburbanas y rurales, exigiendo una mayor capacidad para usuarios cuyas posiciones cambian continuamente. Este estudio investigó el posicionamiento dinámico de un vehículo aéreo no tripulado (UAV), actuando como una estación base móvil (MoBS) para mejorar la eficiencia de la red y satisfacer las expectativas de las terminales terrestres (GTs) en cuanto a tasas de datos, particularmente en escenarios de emergencia o eventos temporales. Si bien los UAV muestran un gran potencial, la investigación existente a menudo asume certeza en la arquitectura de la red, pasando por alto las complejidades de los movimientos impredecibles de los usuarios. Introducimos un marco de toma de decisiones que utiliza el operador de promediado ponderado ordenado (OWA) para abordar las incertidumbres en las ubicaciones de las GT, lo que permite la optimización de las trayectorias de los UAV para maximizar la tasa de datos general de la red. Se formula un problema de optimización modelando la dinámica de las GT a través de un proceso de Markov y discretizando los movimientos de los UAV mientras se tienen en cuenta los umbrales de comunicación y las restricciones de movimiento. Simulaciones extensas revelan que nuestro enfoque mejora significativamente las tasas de datos esperadas en hasta un 48% en comparación con las estaciones base fijas (BSs) tradicionales y los patrones de movimiento de UAV predefinidos. Esta investigación subraya el potencial de las redes asistidas por UAV para fortalecer la fiabilidad de la comunicación mientras se gestionan de manera efectiva los movimientos dinámicos de los usuarios para mantener una calidad de servicio (QoS) óptima.
Descripción
La evolución de las redes inalámbricas más allá de la quinta generación (B5G) plantea desafíos técnicos y económicos significativos en áreas urbanas, suburbanas y rurales, exigiendo una mayor capacidad para usuarios cuyas posiciones cambian continuamente. Este estudio investigó el posicionamiento dinámico de un vehículo aéreo no tripulado (UAV), actuando como una estación base móvil (MoBS) para mejorar la eficiencia de la red y satisfacer las expectativas de las terminales terrestres (GTs) en cuanto a tasas de datos, particularmente en escenarios de emergencia o eventos temporales. Si bien los UAV muestran un gran potencial, la investigación existente a menudo asume certeza en la arquitectura de la red, pasando por alto las complejidades de los movimientos impredecibles de los usuarios. Introducimos un marco de toma de decisiones que utiliza el operador de promediado ponderado ordenado (OWA) para abordar las incertidumbres en las ubicaciones de las GT, lo que permite la optimización de las trayectorias de los UAV para maximizar la tasa de datos general de la red. Se formula un problema de optimización modelando la dinámica de las GT a través de un proceso de Markov y discretizando los movimientos de los UAV mientras se tienen en cuenta los umbrales de comunicación y las restricciones de movimiento. Simulaciones extensas revelan que nuestro enfoque mejora significativamente las tasas de datos esperadas en hasta un 48% en comparación con las estaciones base fijas (BSs) tradicionales y los patrones de movimiento de UAV predefinidos. Esta investigación subraya el potencial de las redes asistidas por UAV para fortalecer la fiabilidad de la comunicación mientras se gestionan de manera efectiva los movimientos dinámicos de los usuarios para mantener una calidad de servicio (QoS) óptima.