Optimización de trayectoria y desplazamiento de fase para UAV equipado con RIS en comunicaciones FSO con pérdida atmosférica y error de puntería
Autores: Jia, Haocheng; Chen, Gaojie; Huang, Chong; Dang, Shuping; Chambers, Jonathon A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Optimización de trayectoria y desplazamiento de fase para UAV equipado con RIS en comunicaciones FSO con pérdida atmosférica y error de puntería
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Propone
Marco
Superficie inteligente reconfigurable
RIS
Vehículos aéreos no tripulados
UAVs
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 41
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo propone un nuevo marco para vehículos aéreos no tripulados (UAVs) equipados con superficies inteligentes reconfigurables (RIS) en comunicación óptica en espacio libre (FSO). Para garantizar la practicidad, consideramos la pérdida atmosférica causada por la niebla, lo que conduce a un medio no homogéneo para la propagación láser. Además, incorporamos la pérdida por error de apuntamiento causada por la fracción de potencia en el fotodetector (PD) en el sistema y derivamos una expresión en forma cerrada para la huella del haz elíptico en la pérdida por error de apuntamiento. Luego, proponemos un método de optimización de enjambre de partículas asistido por ángulo líder (PSO) para optimizar eficientemente los resultados numéricos de la pérdida por error de apuntamiento. Además, después de obtener estos resultados numéricos como condición previa, se optimiza la trayectoria del UAV utilizando el método de optimización de política proximal (PPO) para lograr la máxima capacidad promedio. Las simulaciones numéricas demuestran que el método de optimización propuesto logra una mayor eficiencia y precisión en comparación con los métodos de retransmisión y aprendizaje profundo (DQN) de decodificación y reenvío (DF).
Descripción
Este artículo propone un nuevo marco para vehículos aéreos no tripulados (UAVs) equipados con superficies inteligentes reconfigurables (RIS) en comunicación óptica en espacio libre (FSO). Para garantizar la practicidad, consideramos la pérdida atmosférica causada por la niebla, lo que conduce a un medio no homogéneo para la propagación láser. Además, incorporamos la pérdida por error de apuntamiento causada por la fracción de potencia en el fotodetector (PD) en el sistema y derivamos una expresión en forma cerrada para la huella del haz elíptico en la pérdida por error de apuntamiento. Luego, proponemos un método de optimización de enjambre de partículas asistido por ángulo líder (PSO) para optimizar eficientemente los resultados numéricos de la pérdida por error de apuntamiento. Además, después de obtener estos resultados numéricos como condición previa, se optimiza la trayectoria del UAV utilizando el método de optimización de política proximal (PPO) para lograr la máxima capacidad promedio. Las simulaciones numéricas demuestran que el método de optimización propuesto logra una mayor eficiencia y precisión en comparación con los métodos de retransmisión y aprendizaje profundo (DQN) de decodificación y reenvío (DF).