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Optimización Alternante Basada en el Diseño Conjunto de Potencia y Fase para FANETs Potenciados por RIS

Autores: Ayub, Muhammad Shoaib; Rosa, Renata Lopes; Koo, Insoo

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2026

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Acceso abierto

Artículo científico
2026

Optimización Alternante Basada en el Diseño Conjunto de Potencia y Fase para FANETs Potenciados por RIS


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Ris
Fanets
Asignación de potencia
Eficiencia espectral
Cambios de fase
Optimización

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La integración de superficies inteligentes reconfigurables (RIS) con redes ad hoc voladoras (FANET) ofrece nuevas oportunidades para mejorar el rendimiento en las comunicaciones aéreas. Este documento propone una nueva arquitectura de FANET en la que cada vehículo aéreo no tripulado (UAV) o dron está equipado con un RIS que comprende M elementos pasivos, lo que permite la manipulación dinámica del entorno de propagación inalámbrica. Abordamos el problema de asignación conjunta de potencia y configuración de RIS para maximizar la eficiencia espectral total, sujeto a restricciones sobre la potencia máxima de transmisión y los cambios de fase de módulo unitario. El problema de optimización formulado es no convexo debido a las variables acopladas y la interferencia. Desarrollamos un algoritmo de optimización alternante basado en la potencia conjunta y el cambio de fase (AO-JPPS) que descompone el problema en dos subproblemas: asignación de potencia a través de aproximación convexa sucesiva y optimización de fase a través de optimización en variedades riemannianas. Una contribución clave es abordar el efecto de acoplamiento del RIS, donde la configuración de cada RIS influye simultáneamente en múltiples enlaces de comunicación. El análisis de complejidad revela escalabilidad en tiempo polinómico, mientras que los límites de rendimiento derivados proporcionan perspectivas teóricas. Las simulaciones numéricas demuestran que nuestro enfoque logra ganancias significativas en eficiencia espectral en comparación con los FANET convencionales, estableciendo la efectividad de las redes de drones asistidas por RIS para futuras aplicaciones inalámbricas.

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