Juego competitivo teórico de agrupamiento basado en múltiples sistemas NB-IoT asistidos por UAV
Autores: Lee, Chunghyun; Jang, Gunhee; Dao, Nhu-Ngoc; Lakew, Demeke Shumeye; Lee, Cheol; Cho, Sungrae
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Juego competitivo teórico de agrupamiento basado en múltiples sistemas NB-IoT asistidos por UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Vehículo aéreo no tripulado
Comunicación
IoT
Sistemas
Optimización
Asignación de recursos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
La comunicación de vehículos aéreos no tripulados (UAV) se considera una tecnología prometedora para las comunicaciones ligeras de Internet de las Cosas (IoT) en sistemas de IoT de banda estrecha (NB-IoT) desplegados en terrenos accidentados. En tales sistemas NB-IoT asistidos por UAV, la colocación óptima del UAV y la asignación de recursos juegan un papel crítico. En consecuencia, la optimización conjunta de la colocación del UAV y la asignación de recursos se considera en este estudio para mejorar la capacidad del sistema. Dado que el problema de optimización considerado es un problema NP-duro y debido a su propiedad no convexa, es difícil optimizar simultáneamente tanto la colocación del UAV como la asignación de recursos. Por lo tanto, se ha desarrollado un algoritmo de agrupamiento competitivo mediante el intercambio de estrategias entre el UAV y los dispositivos IoT adyacentes para optimizar la colocación del UAV. Con múltiples iteraciones, el UAV y los dispositivos IoT dentro del área de cobertura del UAV convergen sus estrategias de agrupamiento, que son subóptimas, para satisfacer a ambas partes. Los dispositivos IoT limítrofes de los clústeres adyacentes se migran heurísticamente entre sí para obtener la maximización óptima de la capacidad del sistema. Finalmente, se optimiza el rendimiento de la transmisión utilizando el equilibrio de Nash. Los resultados de la simulación demuestran que los algoritmos propuestos en este estudio exhiben una rápida convergencia, dentro de 10 iteraciones, incluso en un entorno grande. La evaluación del rendimiento demuestra que el esquema propuesto mejora la capacidad del sistema de los esquemas existentes en aproximadamente un 28%.
Descripción
La comunicación de vehículos aéreos no tripulados (UAV) se considera una tecnología prometedora para las comunicaciones ligeras de Internet de las Cosas (IoT) en sistemas de IoT de banda estrecha (NB-IoT) desplegados en terrenos accidentados. En tales sistemas NB-IoT asistidos por UAV, la colocación óptima del UAV y la asignación de recursos juegan un papel crítico. En consecuencia, la optimización conjunta de la colocación del UAV y la asignación de recursos se considera en este estudio para mejorar la capacidad del sistema. Dado que el problema de optimización considerado es un problema NP-duro y debido a su propiedad no convexa, es difícil optimizar simultáneamente tanto la colocación del UAV como la asignación de recursos. Por lo tanto, se ha desarrollado un algoritmo de agrupamiento competitivo mediante el intercambio de estrategias entre el UAV y los dispositivos IoT adyacentes para optimizar la colocación del UAV. Con múltiples iteraciones, el UAV y los dispositivos IoT dentro del área de cobertura del UAV convergen sus estrategias de agrupamiento, que son subóptimas, para satisfacer a ambas partes. Los dispositivos IoT limítrofes de los clústeres adyacentes se migran heurísticamente entre sí para obtener la maximización óptima de la capacidad del sistema. Finalmente, se optimiza el rendimiento de la transmisión utilizando el equilibrio de Nash. Los resultados de la simulación demuestran que los algoritmos propuestos en este estudio exhiben una rápida convergencia, dentro de 10 iteraciones, incluso en un entorno grande. La evaluación del rendimiento demuestra que el esquema propuesto mejora la capacidad del sistema de los esquemas existentes en aproximadamente un 28%.