Optimización de arquitecturas NTN asistidas por RIS para escenarios de comunicación de UAV de alta movilidad
Autores: Ayub, Muhammad Shoaib; Saadi, Muhammad; Koo, Insoo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Optimización de arquitecturas NTN asistidas por RIS para escenarios de comunicación de UAV de alta movilidad
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Integración
Superficies inteligentes reconfigurables
Redes no terrestres
Vehículos aéreos no tripulados
Optimización de señales
Restricciones de movilidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
La integración de superficies inteligentes reconfigurables (RIS) con redes no terrestres (NTN), particularmente aquellas habilitadas por vehículos aéreos no tripulados (UAV) o plataformas basadas en drones, ha surgido como un enfoque transformador para mejorar la conectividad 6G en escenarios de alta movilidad. Las NTN asistidas por UAV ofrecen un despliegue flexible, control dinámico de altitud y rápida reconfiguración de la red, lo que las convierte en candidatas ideales para la optimización de señales basada en RIS. Sin embargo, la alta movilidad de los UAV y su dinámica de trayectoria tridimensional introducen desafíos únicos para mantener enlaces robustos de baja latencia y transferencias sin interrupciones. Este documento presenta un análisis de rendimiento integral de las NTN basadas en UAV asistidas por RIS, centrándose en la optimización de los cambios de fase de RIS para maximizar la relación señal-interferencia más ruido (SINR), el rendimiento, la eficiencia energética y la fiabilidad bajo las restricciones de movilidad de los UAV. Se propone un marco de optimización conjunta que tiene en cuenta la pérdida de trayectoria de los UAV, la sombra aérea, la interferencia y los patrones de movilidad de los usuarios, adaptado específicamente para redes de comunicación aérea. Se realizan simulaciones extensivas en varios escenarios de operación de UAV, incluidos corredores aéreos urbanos, rutas de vigilancia rural, enjambres de drones, respuesta a emergencias y sistemas de entrega aérea. Los resultados revelan que el despliegue de RIS mejora significativamente el SINR y el rendimiento mientras navega por los compromisos de energía y latencia en tiempo real. Estos hallazgos ofrecen información vital para el despliegue de redes aéreas mejoradas por RIS en 6G, apoyando aplicaciones críticas de drones y sistemas autónomos de próxima generación.
Descripción
La integración de superficies inteligentes reconfigurables (RIS) con redes no terrestres (NTN), particularmente aquellas habilitadas por vehículos aéreos no tripulados (UAV) o plataformas basadas en drones, ha surgido como un enfoque transformador para mejorar la conectividad 6G en escenarios de alta movilidad. Las NTN asistidas por UAV ofrecen un despliegue flexible, control dinámico de altitud y rápida reconfiguración de la red, lo que las convierte en candidatas ideales para la optimización de señales basada en RIS. Sin embargo, la alta movilidad de los UAV y su dinámica de trayectoria tridimensional introducen desafíos únicos para mantener enlaces robustos de baja latencia y transferencias sin interrupciones. Este documento presenta un análisis de rendimiento integral de las NTN basadas en UAV asistidas por RIS, centrándose en la optimización de los cambios de fase de RIS para maximizar la relación señal-interferencia más ruido (SINR), el rendimiento, la eficiencia energética y la fiabilidad bajo las restricciones de movilidad de los UAV. Se propone un marco de optimización conjunta que tiene en cuenta la pérdida de trayectoria de los UAV, la sombra aérea, la interferencia y los patrones de movilidad de los usuarios, adaptado específicamente para redes de comunicación aérea. Se realizan simulaciones extensivas en varios escenarios de operación de UAV, incluidos corredores aéreos urbanos, rutas de vigilancia rural, enjambres de drones, respuesta a emergencias y sistemas de entrega aérea. Los resultados revelan que el despliegue de RIS mejora significativamente el SINR y el rendimiento mientras navega por los compromisos de energía y latencia en tiempo real. Estos hallazgos ofrecen información vital para el despliegue de redes aéreas mejoradas por RIS en 6G, apoyando aplicaciones críticas de drones y sistemas autónomos de próxima generación.