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Modelado de Propagación de Redes Inalámbricas 5G de Vehículos Aéreos No Tripulados (UAV) en Regiones Montañosas Rurales Usando Trazado de Rayos

Autores: Ali, Shujat; Abu-Samah, Asma; Abdullah, Nor Fadzilah; Mohd Kamal, Nadhiya Liyana

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Modelado de Propagación de Redes Inalámbricas 5G de Vehículos Aéreos No Tripulados (UAV) en Regiones Montañosas Rurales Usando Trazado de Rayos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Despliegue
Redes 5G
Regiones rurales montañosas
Propagación de señales
UAV
Diseño de redes

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Desplegar redes 5G en regiones rurales montañosas puede ser un desafío debido a sus características únicas y complicadas. Adjuntar un transmisor a un UAV para habilitar la conectividad requiere una selección de modelos de propagación adecuados en tales condiciones. Este artículo de investigación investiga de manera integral la propagación de señales y el rendimiento bajo múltiples frecuencias, desde la banda media hasta el rango de mmWaves (3.5, 6, 28 y 60 GHz). El estudio se centra en regiones rurales montañosas, que fueron simuladas empíricamente basándose en la región de Skardu, Pakistán. Un complejo método de trazado de rayos en 3D calcula cuidadosamente las rutas de propagación utilizando la geometría de un entorno 3D y examina los efectos en condiciones de línea de vista (LOS) y no línea de vista (NLOS). El análisis considera parámetros críticos como la pérdida de trayectoria, la potencia recibida, la pérdida por clima, la pérdida por follaje y el impacto de las diferentes alturas de los UAV. Basado en el análisis y técnicas de modelado de regresión, se encontró que los polinomios cuadráticos modelan con precisión el comportamiento de la señal, permitiendo predicciones de la intensidad de la señal como función de las distancias entre el usuario y un dron elevado. Los resultados fueron analizados y comparados con áreas suburbanas sin montañas pero con edificios más compactos que rodean el campus de la Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM). Los hallazgos destacan la necesidad de identificar la altura óptima para el UAV como estación base, caracterizar con precisión los canales de radio y predecir la cobertura para optimizar el diseño y despliegue de la red con UAVs como fuentes adicionales. La investigación ofrece valiosos conocimientos para optimizar la transmisión de señales y la planificación de redes, así como para resolver dificultades de gestión del espectro en áreas montañosas para mejorar el rendimiento de los sistemas de comunicación inalámbrica. El estudio enfatiza la importancia de las visualizaciones, el análisis estadístico y la detección de valores atípicos para comprender el comportamiento de la señal en diversos entornos.

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