Diseño de Sincronización Optimizado para Red de Enjambre de UAV Basado en Enlace Lateral
Autores: Zhang, Hang; Chen, Hua-Min; Wei, Qi-Jun; Wang, Zhu-Wei; Sun, Yan-Hua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Diseño de Sincronización Optimizado para Red de Enjambre de UAV Basado en Enlace Lateral
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Despliegue
Tecnologías de comunicación móvil
UAVs
Mejora de la cobertura de comunicación
Desafíos de sincronización
A-NOMA
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Con el despliegue y la aplicación de las tecnologías de comunicación móvil de Quinta Generación (5G) y la investigación y desarrollo en curso de las tecnologías de comunicación móvil de Sexta Generación (6G), la red integrada espacio-aire-tierra-mar se ha convertido en la visión central de desarrollo para las comunicaciones futuras. Como nodos aéreos, los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) pueden aplicarse en una amplia gama de escenarios, incluyendo rescate de emergencia, topografía y mapeo, monitoreo ambiental y mejora de la cobertura de comunicación. En términos de mejora de la cobertura de comunicación, la red integrada espacio-aire-tierra, con los VANT como un componente clave, puede proporcionar cobertura de comunicación continua para el espacio tridimensional de dominio completo, como áreas remotas, desiertos y océanos. Gracias a ventajas como bajo costo y alta flexibilidad, los VANT se han convertido en un enfoque crítico de investigación, y la arquitectura de un salto Estación Base (EB)-VANT de relevo-VANT esclavo para la mejora de la cobertura de comunicación ha surgido como una dirección de desarrollo importante. Sin embargo, las características de alta movilidad y amplia cobertura de los VANT también plantean desafíos significativos de sincronización. Con el objetivo de abordar el problema de sincronización de enlace ascendente en el enlace lateral entre los VANT esclavos y el VANT de relevo, se ha diseñado un esquema de acceso aleatorio de dos pasos basado en Acceso Múltiple No Ortogonal Asincrónico (A-NOMA) para mitigar el Desplazamiento de Frecuencia Doppler (DFO), mejorar la eficiencia de acceso, reducir el consumo de recursos y acomodar la asincronía entre diferentes usuarios. Este esquema aprovecha las secuencias de preámbulo existentes del Canal de Acceso Aleatorio Físico (PRACH) y realiza la estimación de DFO en combinación con el índice de emparejamiento. Sobre esta base, se ha diseñado un algoritmo de Cancelación de Interferencia Sucesiva (SIC) basado en DFO y compensación de fase para completar la demodulación de los datos del usuario. Para el problema de sincronización de enlace descendente en el enlace lateral entre los VANT esclavos y el VANT de relevo, se mejora el rendimiento de estimación de desplazamiento de frecuencia rediseñando el esquema de asignación de recursos del Bloque de Señal de Sincronización de Enlace Lateral (S-SSB). Mientras tanto, considerando la restricción de energía de los VANT, se ha diseñado un esquema de detección basado en submuestreo para reducir el consumo de energía de los VANT, y se ha desarrollado un algoritmo de enlace completo para apoyar la implementación práctica del esquema propuesto.
Descripción
Con el despliegue y la aplicación de las tecnologías de comunicación móvil de Quinta Generación (5G) y la investigación y desarrollo en curso de las tecnologías de comunicación móvil de Sexta Generación (6G), la red integrada espacio-aire-tierra-mar se ha convertido en la visión central de desarrollo para las comunicaciones futuras. Como nodos aéreos, los Vehículos Aéreos No Tripulados (VANT) pueden aplicarse en una amplia gama de escenarios, incluyendo rescate de emergencia, topografía y mapeo, monitoreo ambiental y mejora de la cobertura de comunicación. En términos de mejora de la cobertura de comunicación, la red integrada espacio-aire-tierra, con los VANT como un componente clave, puede proporcionar cobertura de comunicación continua para el espacio tridimensional de dominio completo, como áreas remotas, desiertos y océanos. Gracias a ventajas como bajo costo y alta flexibilidad, los VANT se han convertido en un enfoque crítico de investigación, y la arquitectura de un salto Estación Base (EB)-VANT de relevo-VANT esclavo para la mejora de la cobertura de comunicación ha surgido como una dirección de desarrollo importante. Sin embargo, las características de alta movilidad y amplia cobertura de los VANT también plantean desafíos significativos de sincronización. Con el objetivo de abordar el problema de sincronización de enlace ascendente en el enlace lateral entre los VANT esclavos y el VANT de relevo, se ha diseñado un esquema de acceso aleatorio de dos pasos basado en Acceso Múltiple No Ortogonal Asincrónico (A-NOMA) para mitigar el Desplazamiento de Frecuencia Doppler (DFO), mejorar la eficiencia de acceso, reducir el consumo de recursos y acomodar la asincronía entre diferentes usuarios. Este esquema aprovecha las secuencias de preámbulo existentes del Canal de Acceso Aleatorio Físico (PRACH) y realiza la estimación de DFO en combinación con el índice de emparejamiento. Sobre esta base, se ha diseñado un algoritmo de Cancelación de Interferencia Sucesiva (SIC) basado en DFO y compensación de fase para completar la demodulación de los datos del usuario. Para el problema de sincronización de enlace descendente en el enlace lateral entre los VANT esclavos y el VANT de relevo, se mejora el rendimiento de estimación de desplazamiento de frecuencia rediseñando el esquema de asignación de recursos del Bloque de Señal de Sincronización de Enlace Lateral (S-SSB). Mientras tanto, considerando la restricción de energía de los VANT, se ha diseñado un esquema de detección basado en submuestreo para reducir el consumo de energía de los VANT, y se ha desarrollado un algoritmo de enlace completo para apoyar la implementación práctica del esquema propuesto.