Acceso al Espectro No Licenciado y Análisis de Rendimiento para la Coexistencia NR-U/WiGig en Sistemas de Comunicación UAV
Autores: Hu, Zhenzhen; Xu, Yong; Deng, Yonghong; Zhang, Zhongpei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Acceso al Espectro No Licenciado y Análisis de Rendimiento para la Coexistencia NR-U/WiGig en Sistemas de Comunicación UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Comunicaciones de UAV
Espectro no licenciado
Formación de haces en mmWave
Estrategias de compartición de espectro
Obstáculos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se utilizan ampliamente en misiones de persecución, rescate y aplicaciones agrícolas. Estas operaciones requieren una transmisión sustancial de datos y video, lo que demanda recursos espectrales significativos. El espectro de ondas milimétricas no licenciadas (mmWave), especialmente en la banda de frecuencia de 60 GHz, ofrece un potencial prometedor para las comunicaciones de VANT. Sin embargo, los usuarios de WiGig son los usuarios incumbentes del espectro no licenciado de 60 GHz. Por lo tanto, para garantizar una coexistencia justa entre los usuarios de nueva radio no licenciada (NR-U) basados en VANT y los usuarios de WiGig, es necesario diseñar meticulosamente estrategias de compartición de espectro no licenciado. Debido a la direccionalidad del haz del sistema NR-U, las estrategias tradicionales de detección de espectro de escuchar antes de hablar (LBT) ya no son efectivas en los sistemas NR-U/WiGig. Para abordar esto, proponemos una nueva estrategia cooperativa de detección de espectro no licenciado basada en la dirección de formación de haz mmWave. En esta estrategia, los usuarios de VANT y WiGig detectan cooperativamente el espectro no licenciado y deciden conjuntamente sobre la estrategia de acceso. Nuestro análisis muestra que la estrategia propuesta resuelve efectivamente los problemas de nodo oculto y expuesto asociados con las estrategias LBT tradicionales. Además, consideramos la sensibilidad de mmWave a los obstáculos y analizamos los efectos de estos obstáculos en el esquema de detección de compartición de espectro. Examinamos la probabilidad de acceso al espectro no licenciado y el rendimiento de la red en escenarios de bloqueo. Los resultados de simulación indican que, aunque los obstáculos pueden atenuar la señal, impactan positivamente en la detección del espectro no licenciado. La presencia de obstáculos puede aumentar la probabilidad de acceso al espectro en aproximadamente un 60% y mejorar la capacidad del sistema en aproximadamente un 70%.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se utilizan ampliamente en misiones de persecución, rescate y aplicaciones agrícolas. Estas operaciones requieren una transmisión sustancial de datos y video, lo que demanda recursos espectrales significativos. El espectro de ondas milimétricas no licenciadas (mmWave), especialmente en la banda de frecuencia de 60 GHz, ofrece un potencial prometedor para las comunicaciones de VANT. Sin embargo, los usuarios de WiGig son los usuarios incumbentes del espectro no licenciado de 60 GHz. Por lo tanto, para garantizar una coexistencia justa entre los usuarios de nueva radio no licenciada (NR-U) basados en VANT y los usuarios de WiGig, es necesario diseñar meticulosamente estrategias de compartición de espectro no licenciado. Debido a la direccionalidad del haz del sistema NR-U, las estrategias tradicionales de detección de espectro de escuchar antes de hablar (LBT) ya no son efectivas en los sistemas NR-U/WiGig. Para abordar esto, proponemos una nueva estrategia cooperativa de detección de espectro no licenciado basada en la dirección de formación de haz mmWave. En esta estrategia, los usuarios de VANT y WiGig detectan cooperativamente el espectro no licenciado y deciden conjuntamente sobre la estrategia de acceso. Nuestro análisis muestra que la estrategia propuesta resuelve efectivamente los problemas de nodo oculto y expuesto asociados con las estrategias LBT tradicionales. Además, consideramos la sensibilidad de mmWave a los obstáculos y analizamos los efectos de estos obstáculos en el esquema de detección de compartición de espectro. Examinamos la probabilidad de acceso al espectro no licenciado y el rendimiento de la red en escenarios de bloqueo. Los resultados de simulación indican que, aunque los obstáculos pueden atenuar la señal, impactan positivamente en la detección del espectro no licenciado. La presencia de obstáculos puede aumentar la probabilidad de acceso al espectro en aproximadamente un 60% y mejorar la capacidad del sistema en aproximadamente un 70%.