Optimización de Trayectorias y Asignación de Recursos para Redes de Comunicación de Emergencia Asistidas por UAV
Autores: Chu, Chengxin; Zhang, Jiadong; He, Panfeng; Zhang, Yu; Ouyang, Min; Wan, Fayu; Liu, Qingyu; Chen, Yong
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Optimización de Trayectorias y Asignación de Recursos para Redes de Comunicación de Emergencia Asistidas por UAV
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Redes de comunicación de emergencia
UAVs
Demandas de servicio
Movilidad del usuario
Optimización
Asignación de recursos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En las redes de comunicación de emergencia, las demandas de servicio y la movilidad de los usuarios cambian dinámicamente. Las bajas tasas de servicio y la cobertura limitada son desafíos significativos que obstaculizan la efectividad de los servicios de emergencia. Debido a la flexibilidad, bajo costo de despliegue y rango de cobertura ajustable de los vehículos aéreos no tripulados (VANT), las redes de comunicación de emergencia asistidas por VANT pueden servir como un método viable para abordar estos desafíos. Dada la fuerte relación entre la optimización de la trayectoria de los VANT y la asignación de recursos, la optimización conjunta es crucial para satisfacer las demandas de servicio dinámicas y la movilidad de los usuarios. En este documento, establecemos un modelo de movilidad de usuarios basado en la distribución de Maxwell-Boltzmann y un modelo de servicio basado en el proceso de Poisson. Formulamos un problema de optimización para maximizar la tasa de transmisión de datos de los servicios de emergencia. Para abordar los desafíos de los espacios de acción continua de alta dimensión, proponemos un algoritmo de PPO mejorado con extracción de características compartidas (SPOR) para la optimización conjunta de trayectorias y asignación de recursos. Los resultados de simulación muestran que el algoritmo SPOR propuesto supera significativamente a los métodos de referencia. Específicamente, logra al menos un 20% de mejora en la tasa de transmisión de datos, un 28% de mejora en la tasa de servicio de comunicación de emergencia y una reducción del 12% en la distancia media de servicio.
Descripción
En las redes de comunicación de emergencia, las demandas de servicio y la movilidad de los usuarios cambian dinámicamente. Las bajas tasas de servicio y la cobertura limitada son desafíos significativos que obstaculizan la efectividad de los servicios de emergencia. Debido a la flexibilidad, bajo costo de despliegue y rango de cobertura ajustable de los vehículos aéreos no tripulados (VANT), las redes de comunicación de emergencia asistidas por VANT pueden servir como un método viable para abordar estos desafíos. Dada la fuerte relación entre la optimización de la trayectoria de los VANT y la asignación de recursos, la optimización conjunta es crucial para satisfacer las demandas de servicio dinámicas y la movilidad de los usuarios. En este documento, establecemos un modelo de movilidad de usuarios basado en la distribución de Maxwell-Boltzmann y un modelo de servicio basado en el proceso de Poisson. Formulamos un problema de optimización para maximizar la tasa de transmisión de datos de los servicios de emergencia. Para abordar los desafíos de los espacios de acción continua de alta dimensión, proponemos un algoritmo de PPO mejorado con extracción de características compartidas (SPOR) para la optimización conjunta de trayectorias y asignación de recursos. Los resultados de simulación muestran que el algoritmo SPOR propuesto supera significativamente a los métodos de referencia. Específicamente, logra al menos un 20% de mejora en la tasa de transmisión de datos, un 28% de mejora en la tasa de servicio de comunicación de emergencia y una reducción del 12% en la distancia media de servicio.