Optimización de la Tasa de Comunicación Segura Multiusuario Bajo Detección de Guardianes de Enjambre en Redes ISAC
Autores: Yu, Kuanhao; Hu, Hang; Huang, Yangchao; Li, Wei; Gao, Weiting; Cheng, Guobing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Optimización de la Tasa de Comunicación Segura Multiusuario Bajo Detección de Guardianes de Enjambre en Redes ISAC
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículo aéreo no tripulado
Sistemas de detección y comunicación integrados
Tasa de comunicación segura
Ruido artificial
Probabilidad de error de detección
Modelo matemático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas de comunicación y detección integrada (ISAC) habilitados por vehículos aéreos no tripulados (UAV) se han aplicado ampliamente en varios escenarios recientemente. Este documento tiene como objetivo maximizar la tasa total de comunicación segura (SCR) de múltiples usuarios, asegurando al mismo tiempo la ganancia mínima de formación de haz hacia los objetivos de detección bajo la vigilancia de múltiples enjambres de UAV. Para reducir el riesgo de detección, se introduce un nuevo tipo de ruido artificial (AN) para interferir con los guardianes de enjambre. Realizamos un análisis de la probabilidad de error de detección (DEP) de estos guardianes y posteriormente establecemos un modelo matemático. En este modelo, la SCR se maximiza sujeto a restricciones de potencia, trayectoria, rendimiento de detección y comunicación segura. Dado que el problema es no convexo y las variables a optimizar son numerosas y complejas, descomponemos el problema en tres subproblemas. Luego, se propone un algoritmo general para resolver estos subproblemas por separado. Los resultados de simulación demuestran que el esquema propuesto conduce a un aumento significativo en la SCR. Además, el sistema exhibe un rendimiento altamente estable tanto en tareas de comunicación como de detección a lo largo del tiempo, lo que indica su robustez y fiabilidad. Adicionalmente, se asegura la equidad en la comunicación entre los usuarios y se mejora la eficiencia energética.
Descripción
Los sistemas de comunicación y detección integrada (ISAC) habilitados por vehículos aéreos no tripulados (UAV) se han aplicado ampliamente en varios escenarios recientemente. Este documento tiene como objetivo maximizar la tasa total de comunicación segura (SCR) de múltiples usuarios, asegurando al mismo tiempo la ganancia mínima de formación de haz hacia los objetivos de detección bajo la vigilancia de múltiples enjambres de UAV. Para reducir el riesgo de detección, se introduce un nuevo tipo de ruido artificial (AN) para interferir con los guardianes de enjambre. Realizamos un análisis de la probabilidad de error de detección (DEP) de estos guardianes y posteriormente establecemos un modelo matemático. En este modelo, la SCR se maximiza sujeto a restricciones de potencia, trayectoria, rendimiento de detección y comunicación segura. Dado que el problema es no convexo y las variables a optimizar son numerosas y complejas, descomponemos el problema en tres subproblemas. Luego, se propone un algoritmo general para resolver estos subproblemas por separado. Los resultados de simulación demuestran que el esquema propuesto conduce a un aumento significativo en la SCR. Además, el sistema exhibe un rendimiento altamente estable tanto en tareas de comunicación como de detección a lo largo del tiempo, lo que indica su robustez y fiabilidad. Adicionalmente, se asegura la equidad en la comunicación entre los usuarios y se mejora la eficiencia energética.