Colocación conjunta y optimización de potencia de UAV-repetidor en un sistema IoT marítimo habilitado para NOMA
Autores: Xu, Woping; Tian, Junhui; Gu, Li; Tao, Shaohua
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Colocación conjunta y optimización de potencia de UAV-repetidor en un sistema IoT marítimo habilitado para NOMA
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Vehículo aéreo no tripulado
Sistema IoT marítimo
Acceso múltiple no ortogonal
Transmitir energía
Problema de optimización
Relé aéreo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En este artículo, se utiliza un vehículo aéreo no tripulado como un relé aéreo para conectar la estación base en tierra con los usuarios en alta mar en un sistema de IoT marítimo con acceso múltiple no ortogonal en enlace ascendente habilitado. Se adopta un esquema de transmisión directa y de relé coordinado en el sistema propuesto, donde los usuarios marítimos cercanos a la costa se comunican directamente con la estación base en tierra y los usuarios marítimos en alta mar necesitan la asistencia de un relé aéreo para comunicarse con la estación base en tierra. Nuestro objetivo es minimizar la energía total de transmisión del relé aéreo optimizando conjuntamente la posición de suspensión del UAV y la asignación de potencia de transmisión. Se consideran los requisitos de tasa mínima de los usuarios marítimos y los presupuestos de potencia de los transmisores. El problema de optimización formulado es no convexo debido a sus restricciones no convexas. Por lo tanto, introducimos la optimización convexa sucesiva y el descenso de coordenadas en bloques para descomponer el problema original en dos subproblemas, que se resuelven alternativamente para optimizar el consumo de energía del UAV cumpliendo con las restricciones propuestas. Los resultados numéricos indican que el algoritmo propuesto superó al algoritmo de referencia y arroja luz sobre el potencial de explotar el relé aéreo limitado en energía en sistemas de IoT.
Descripción
En este artículo, se utiliza un vehículo aéreo no tripulado como un relé aéreo para conectar la estación base en tierra con los usuarios en alta mar en un sistema de IoT marítimo con acceso múltiple no ortogonal en enlace ascendente habilitado. Se adopta un esquema de transmisión directa y de relé coordinado en el sistema propuesto, donde los usuarios marítimos cercanos a la costa se comunican directamente con la estación base en tierra y los usuarios marítimos en alta mar necesitan la asistencia de un relé aéreo para comunicarse con la estación base en tierra. Nuestro objetivo es minimizar la energía total de transmisión del relé aéreo optimizando conjuntamente la posición de suspensión del UAV y la asignación de potencia de transmisión. Se consideran los requisitos de tasa mínima de los usuarios marítimos y los presupuestos de potencia de los transmisores. El problema de optimización formulado es no convexo debido a sus restricciones no convexas. Por lo tanto, introducimos la optimización convexa sucesiva y el descenso de coordenadas en bloques para descomponer el problema original en dos subproblemas, que se resuelven alternativamente para optimizar el consumo de energía del UAV cumpliendo con las restricciones propuestas. Los resultados numéricos indican que el algoritmo propuesto superó al algoritmo de referencia y arroja luz sobre el potencial de explotar el relé aéreo limitado en energía en sistemas de IoT.