Optimización de la Asignación de Ancho de Banda y la Colocación de UAV en Redes de Comunicación UAV Asistidas por RIS Activos con Enlace Inalámbrico de Retorno
Autores: Tran, Thi-Thuy-Minh; Vu, Binh-Minh; Shin, Oh-Soon
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Optimización de la Asignación de Ancho de Banda y la Colocación de UAV en Redes de Comunicación UAV Asistidas por RIS Activos con Enlace Inalámbrico de Retorno
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Diseño propuesto
Redes de comunicación de UAV
Superficie inteligente reconfigurable activa
Problema de optimización
Estrategias de gestión de recursos
Tasa de suma
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, presentamos un diseño novedoso para redes de comunicación de vehículos aéreos no tripulados (UAV) con retroceso inalámbrico, donde se despliega una superficie inteligente reconfigurable activa (ARIS) para mejorar las conexiones entre un UAV y múltiples usuarios, al tiempo que se mitigan las degradaciones del canal en entornos complejos. El diseño propuesto tiene como objetivo maximizar la tasa de suma alcanzable de todas las redes mediante la optimización conjunta de la ubicación del UAV; estrategias de gestión de recursos; asignación de potencia de transmisión; y coeficientes de reflexión de ARIS, sujeto a restricciones de retroceso y limitaciones del presupuesto de potencia en el sistema ARIS. El problema de optimización resultante es altamente no convexo, lo que plantea desafíos significativos. Para abordar esto, descomponemos el problema en tres subproblemas interrelacionados y aplicamos técnicas de aproximación interna (IA) para manejar las no convexidades dentro de cada subproblema. Además, se propone un marco de optimización alternante integral para implementar una solución iterativa para los subproblemas. Los resultados de simulación demuestran que el algoritmo propuesto logra aproximadamente un 59% de mejora en la tasa de suma promedio, mejorando sustancialmente la fiabilidad general de la red en comparación con los esquemas de referencia existentes.
Descripción
En este artículo, presentamos un diseño novedoso para redes de comunicación de vehículos aéreos no tripulados (UAV) con retroceso inalámbrico, donde se despliega una superficie inteligente reconfigurable activa (ARIS) para mejorar las conexiones entre un UAV y múltiples usuarios, al tiempo que se mitigan las degradaciones del canal en entornos complejos. El diseño propuesto tiene como objetivo maximizar la tasa de suma alcanzable de todas las redes mediante la optimización conjunta de la ubicación del UAV; estrategias de gestión de recursos; asignación de potencia de transmisión; y coeficientes de reflexión de ARIS, sujeto a restricciones de retroceso y limitaciones del presupuesto de potencia en el sistema ARIS. El problema de optimización resultante es altamente no convexo, lo que plantea desafíos significativos. Para abordar esto, descomponemos el problema en tres subproblemas interrelacionados y aplicamos técnicas de aproximación interna (IA) para manejar las no convexidades dentro de cada subproblema. Además, se propone un marco de optimización alternante integral para implementar una solución iterativa para los subproblemas. Los resultados de simulación demuestran que el algoritmo propuesto logra aproximadamente un 59% de mejora en la tasa de suma promedio, mejorando sustancialmente la fiabilidad general de la red en comparación con los esquemas de referencia existentes.