El efecto de la lluvia en la ubicación de UAV para el espectro 5G en Malasia
Autores: Shalaby, Abdulrahman M.; Othman, Noor Shamsiah
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
El efecto de la lluvia en la ubicación de UAV para el espectro 5G en Malasia
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Influencia
Lluvia
UAV
Modelos de pérdida de trayecto
Algoritmos
Simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
En este documento, se estudia la influencia de la lluvia en el despliegue de UAV como una estación base aérea en la red 5G de Malasia. Se derivan los modelos de pérdida de trayectoria de exterior a exterior y de exterior a interior teniendo en cuenta la altura de la antena del usuario, la atenuación por lluvia y la pérdida de penetración de la pared a altas frecuencias. El problema de encontrar la ubicación 3D del UAV se formula con el objetivo de minimizar la pérdida total de trayectoria entre el UAV y todos los usuarios. El problema se resuelve invocando dos algoritmos, a saber, el Algoritmo de Optimización de Enjambre de Partículas (PSO) y el Algoritmo de Descenso de Gradiente (GD). El rendimiento de los algoritmos propuestos se evalúa considerando dos escenarios para determinar la ubicación óptima del UAV, a saber, escenarios de exterior a exterior y de exterior a interior. Los resultados de la simulación muestran que, para el escenario de exterior a exterior, ambos algoritmos dieron como resultado un posicionamiento 3D de UAV similar a diferencia del escenario de exterior a interior. Además, en ambos escenarios, el algoritmo propuesto que invoca PSO requiere menos iteraciones para converger a la potencia de transmisión mínima en comparación con el algoritmo que invoca GD. Además, también se observa que la atenuación por lluvia aumenta la pérdida total de trayectoria para frecuencias de operación altas, a saber, a 24,9 GHz y 28,1 GHz. Por lo tanto, esto resultó en un aumento de la potencia de transmisión requerida por el UAV. A 28,1 GHz, la presencia de lluvia a una tasa de 250 mm/h resultó en un aumento de la potencia de transmisión requerida por el UAV en un factor de 4 y 15 para los escenarios de exterior a exterior y de exterior a interior, respectivamente.
Descripción
En este documento, se estudia la influencia de la lluvia en el despliegue de UAV como una estación base aérea en la red 5G de Malasia. Se derivan los modelos de pérdida de trayectoria de exterior a exterior y de exterior a interior teniendo en cuenta la altura de la antena del usuario, la atenuación por lluvia y la pérdida de penetración de la pared a altas frecuencias. El problema de encontrar la ubicación 3D del UAV se formula con el objetivo de minimizar la pérdida total de trayectoria entre el UAV y todos los usuarios. El problema se resuelve invocando dos algoritmos, a saber, el Algoritmo de Optimización de Enjambre de Partículas (PSO) y el Algoritmo de Descenso de Gradiente (GD). El rendimiento de los algoritmos propuestos se evalúa considerando dos escenarios para determinar la ubicación óptima del UAV, a saber, escenarios de exterior a exterior y de exterior a interior. Los resultados de la simulación muestran que, para el escenario de exterior a exterior, ambos algoritmos dieron como resultado un posicionamiento 3D de UAV similar a diferencia del escenario de exterior a interior. Además, en ambos escenarios, el algoritmo propuesto que invoca PSO requiere menos iteraciones para converger a la potencia de transmisión mínima en comparación con el algoritmo que invoca GD. Además, también se observa que la atenuación por lluvia aumenta la pérdida total de trayectoria para frecuencias de operación altas, a saber, a 24,9 GHz y 28,1 GHz. Por lo tanto, esto resultó en un aumento de la potencia de transmisión requerida por el UAV. A 28,1 GHz, la presencia de lluvia a una tasa de 250 mm/h resultó en un aumento de la potencia de transmisión requerida por el UAV en un factor de 4 y 15 para los escenarios de exterior a exterior y de exterior a interior, respectivamente.