Modulación Híbrida Jerárquica Mejorada por Distancia y Esquemas de Modulación QAM para Comunicaciones Terahercios de UAV
Autores: Hu, Zhenzhen; Xu, Yong; Deng, Yonghong; Zhang, Zhongpei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Modulación Híbrida Jerárquica Mejorada por Distancia y Esquemas de Modulación QAM para Comunicaciones Terahercios de UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículos aéreos no tripulados
Rango de frecuencia THz
Modulación jerárquica
Modulación de amplitud en cuadratura
Eficiencia espectral
Regla de conmutación de modulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se utilizan ampliamente en misiones de búsqueda y rescate, así como en aplicaciones agrícolas. Estas operaciones requieren una transmisión sustancial de datos y video, demandando recursos espectrales significativos. El ultra-ancho de banda de 0.1-10 THz en el rango de frecuencia de Terahercios (THz) es esencial para las futuras comunicaciones inalámbricas basadas en VANT. Sin embargo, el ancho de banda disponible en el espectro de frecuencia THz varía con la distancia de transmisión. Para mejorar la eficiencia espectral sobre este ancho de banda variable, proponemos utilizar modulación jerárquica (HJ) en el espectro superpuesto y modulación de amplitud en cuadratura (QAM) tradicional en el espectro no superpuesto para usuarios más cercanos. Además, analizamos el caso de un solo usuario y utilizamos el método de descenso coordinado por bloques (BCD) para optimizar conjuntamente el orden de modulación, el ancho de banda de subportadora y la potencia de sub-banda para mejorar la tasa de suma del sistema. Finalmente, considerando la movilidad y aleatoriedad de los usuarios de VANT, diseñamos una regla de conmutación de modulación para ajustarse dinámicamente a los cambios de distancia a medida que los usuarios se mueven, mejorando así las tasas de datos. Los resultados de simulación demuestran un rendimiento superior en tasa de datos y complejidad de diseño en comparación con métodos existentes como la modulación de ancho de banda jerárquica (HBM) y esquemas de HJ.
Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se utilizan ampliamente en misiones de búsqueda y rescate, así como en aplicaciones agrícolas. Estas operaciones requieren una transmisión sustancial de datos y video, demandando recursos espectrales significativos. El ultra-ancho de banda de 0.1-10 THz en el rango de frecuencia de Terahercios (THz) es esencial para las futuras comunicaciones inalámbricas basadas en VANT. Sin embargo, el ancho de banda disponible en el espectro de frecuencia THz varía con la distancia de transmisión. Para mejorar la eficiencia espectral sobre este ancho de banda variable, proponemos utilizar modulación jerárquica (HJ) en el espectro superpuesto y modulación de amplitud en cuadratura (QAM) tradicional en el espectro no superpuesto para usuarios más cercanos. Además, analizamos el caso de un solo usuario y utilizamos el método de descenso coordinado por bloques (BCD) para optimizar conjuntamente el orden de modulación, el ancho de banda de subportadora y la potencia de sub-banda para mejorar la tasa de suma del sistema. Finalmente, considerando la movilidad y aleatoriedad de los usuarios de VANT, diseñamos una regla de conmutación de modulación para ajustarse dinámicamente a los cambios de distancia a medida que los usuarios se mueven, mejorando así las tasas de datos. Los resultados de simulación demuestran un rendimiento superior en tasa de datos y complejidad de diseño en comparación con métodos existentes como la modulación de ancho de banda jerárquica (HBM) y esquemas de HJ.