Recuperación de Comunicación de UAV bajo Condiciones Meteorológicas
Autores: Song, Mengan; Huo, Yiming; Liang, Zhonghua; Dong, Xiaodai; Lu, Tao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Recuperación de Comunicación de UAV bajo Condiciones Meteorológicas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Estudio
Comunicaciones de UAV
Condiciones meteorológicas
Pérdida de trayectoria
Entornos urbanos
Lluvia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Nuestro estudio propone una estrategia de recuperación de comunicaciones de UAV bajo condiciones meteorológicas basada en una simulación de trazado de rayos de pérdida de trayectoria excesiva en cuatro entornos urbanos tridimensionales (3D) distintos. Comenzamos revisando el modelo de pérdida de propagación aire-tierra bajo condiciones meteorológicas, así como la atenuación específica de la lluvia, la niebla y la nieve, y proponemos una nueva expresión para la probabilidad de línea de vista (LoS). Utilizando las dos bandas de frecuencia de 28 GHz y 71 GHz, investigamos el impacto de la atenuación específica causada por diferentes condiciones climáticas y analizamos la relación entre el radio del área de cobertura del UAV y el ángulo de elevación. Además, investigamos los efectos de la tasa de precipitación, la densidad de agua líquida y la tasa de nevada en el área de cobertura máxima y la altura óptima del UAV. Finalmente, proponemos una estrategia que implica compensar la pérdida de trayectoria máxima y ajustar la posición del UAV para recuperar la cobertura del UAV a los usuarios en tierra. Nuestros resultados muestran que la lluvia tiene el mayor impacto en el área de cobertura del UAV y la altura óptima entre los tres tipos de condiciones meteorológicas. Para diversas condiciones climáticas, en relación con la Región 1, el porcentaje de reducción en el radio de cobertura máxima de la Región 2 a la Región 4 aumenta gradualmente, y la magnitud de cada aumento es aproximadamente del 10%. Además, después de agregar la pérdida de trayectoria compensada, el radio de cobertura del UAV en las cuatro regiones se restaura a un valor ligeramente mayor que el anterior a la lluvia. Además, la lluvia causó la mayor reducción en la cobertura del UAV para entornos suburbanos y la más baja para entornos urbanos de gran altura.
Descripción
Nuestro estudio propone una estrategia de recuperación de comunicaciones de UAV bajo condiciones meteorológicas basada en una simulación de trazado de rayos de pérdida de trayectoria excesiva en cuatro entornos urbanos tridimensionales (3D) distintos. Comenzamos revisando el modelo de pérdida de propagación aire-tierra bajo condiciones meteorológicas, así como la atenuación específica de la lluvia, la niebla y la nieve, y proponemos una nueva expresión para la probabilidad de línea de vista (LoS). Utilizando las dos bandas de frecuencia de 28 GHz y 71 GHz, investigamos el impacto de la atenuación específica causada por diferentes condiciones climáticas y analizamos la relación entre el radio del área de cobertura del UAV y el ángulo de elevación. Además, investigamos los efectos de la tasa de precipitación, la densidad de agua líquida y la tasa de nevada en el área de cobertura máxima y la altura óptima del UAV. Finalmente, proponemos una estrategia que implica compensar la pérdida de trayectoria máxima y ajustar la posición del UAV para recuperar la cobertura del UAV a los usuarios en tierra. Nuestros resultados muestran que la lluvia tiene el mayor impacto en el área de cobertura del UAV y la altura óptima entre los tres tipos de condiciones meteorológicas. Para diversas condiciones climáticas, en relación con la Región 1, el porcentaje de reducción en el radio de cobertura máxima de la Región 2 a la Región 4 aumenta gradualmente, y la magnitud de cada aumento es aproximadamente del 10%. Además, después de agregar la pérdida de trayectoria compensada, el radio de cobertura del UAV en las cuatro regiones se restaura a un valor ligeramente mayor que el anterior a la lluvia. Además, la lluvia causó la mayor reducción en la cobertura del UAV para entornos suburbanos y la más baja para entornos urbanos de gran altura.