Un algoritmo híbrido metaheurístico para la eficiente colocación de UAVs
Autores: Fernandez, Stephanie Alvarez; Carvalho, Marcelo M.; Silva, Daniel G.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Un algoritmo híbrido metaheurístico para la eficiente colocación de UAVs
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Software
Palabras clave
Problema
Vehículos aéreos no tripulados
Comunicaciones inalámbricas de relé aéreo
Cobertura de red
Capacidades de enlace
Algoritmo de optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 35
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo aborda el problema de utilizar Vehículos Aéreos No Tripulados (UAV) para desplegar una infraestructura de comunicaciones inalámbricas de relé aéreo para estaciones dispersas en tierra. En nuestro problema, cada estación en la red debe ser asignada a un solo UAV, que es responsable de manejar todas las transferencias de datos en nombre de las estaciones asignadas a él. En consecuencia, la ubicación de los UAV es clave para lograr tanto la cobertura de la red como la maximización de las capacidades de enlace agregadas entre los UAV y las estaciones, y entre los propios UAV. Dado que la complejidad de este problema aumenta significativamente con el número de estaciones a cubrir, para un número fijo dado de UAV disponibles, lo modelamos como un problema de optimización de asignación única de centro mediano, y proponemos un algoritmo metaheurístico híbrido para resolverlo. Una serie de experimentos numéricos ilustran la eficiencia del algoritmo propuesto frente a herramientas de optimización tradicionales, que logra resultados de alta calidad en intervalos de tiempo muy cortos, lo que lo convierte en una solución atractiva para escenarios de aplicación del mundo real.
Descripción
Este trabajo aborda el problema de utilizar Vehículos Aéreos No Tripulados (UAV) para desplegar una infraestructura de comunicaciones inalámbricas de relé aéreo para estaciones dispersas en tierra. En nuestro problema, cada estación en la red debe ser asignada a un solo UAV, que es responsable de manejar todas las transferencias de datos en nombre de las estaciones asignadas a él. En consecuencia, la ubicación de los UAV es clave para lograr tanto la cobertura de la red como la maximización de las capacidades de enlace agregadas entre los UAV y las estaciones, y entre los propios UAV. Dado que la complejidad de este problema aumenta significativamente con el número de estaciones a cubrir, para un número fijo dado de UAV disponibles, lo modelamos como un problema de optimización de asignación única de centro mediano, y proponemos un algoritmo metaheurístico híbrido para resolverlo. Una serie de experimentos numéricos ilustran la eficiencia del algoritmo propuesto frente a herramientas de optimización tradicionales, que logra resultados de alta calidad en intervalos de tiempo muy cortos, lo que lo convierte en una solución atractiva para escenarios de aplicación del mundo real.