Gelecek nesil hücresel ağlarda çoklu İnsansız Hava Aracı Baz İstasyonlarının 3D konum optimizasyonu ve yeni bir Meta-sezgisel yaklaşım

Authors : Recep ÖZDAĞ

Pages : 1467-1482

Doi:10.17341/gazimmfd.716111

View : 16 | Download : 6

Publication Date : 2021-05-24

Article Type : Research Paper

Abstract :Kablosuz iletişimde İnsansız Hava Araçları (UAVs)’nın mobil Baz İstasyonları (BSs) olarak kullanılması gelecek nesil hücresel ağlarda veya afet durumlarında planlanan hizmetler için kullanılması gereken etkin bir teknik olarak ortaya çıkmaktadır. Günümüzde Alçak-irtifa Hava Platform (LAP)’ları olarak da isimlendirilen UAV’ler veya Drone’lara monte edilen BS (UAV-BS)’lerin ilgili alanda üçboyutlu (3D) yerleşimlerinin etkin bir şekilde yapılması kablosuz iletişimde Servis Kalitesi (QoS)’ni önemli oranda artırmaktadır. Bu çalışmada, Havadan Yere (ATG) modeline göre tanımlanan kentsel ortamda belirli bir mesafe aralıkları ile konumlandığı varsayılan alıcı (kullanıcı ekipmanı)’ların optimum oranda kapsanması için alandaki çoklu UAV-BS’lerin 3D dinamik dağılımlarının (konum optimizasyonu) yapılması amaçlanmıştır. Bu amaçla; Elektromanyetizma-Benzer (EML) algoritmasını esas alan Geniş Aralıklı Optimum Uygunluk Arama Algoritması (EOFSA-EML) ve Ayrık Aralıklı Optimum Uygunluk Arama Algoritması (DOFSA-EML) geliştirilmiştir. Yapılan Monte-Carlo simülasyonlarına göre; EOFSA-EML tarafından yapılan çoklu UAV-BS’lerin dinamik dağılımlarında alandaki UE’lerin maksimum sayıda kapsandığı ve alandaki ortalama kapsanma oranının optimum olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca, UAV-BS’lerin konumlandığı irtifa değişim aralıklarının minimum olması EOFSA-EML tarafından daha kararlı dinamik dağılım yapıldığını göstermiştir.
Keywords : Alçak irtifa hava platformu LAP, insansız hava araçları baz istasyonu UAV BS, optimum irtifa, dinamik dağılım, elektromanyetizma benzer algoritması EML