دانلود ترجمه مقاله طرح تصمیم گیری بر اساس جابجایی پهپاد برای خدمات درخواستی در شبکه 6G (ساینس دایرکت – الزویر 2023)

یک طرح تصمیم گیری بر اساس جابجایی پهپاد برای خدمات درخواستی در شبکه 6G

A UAV migration-based decision-making scheme for on-demand service in 6G network

چکیده
1 مقدمه
2 مطالعات مرتبط
3 مدل سیستم و بیان مسئله به صورت فرمول
4 طرح تصمیم‌گیری مبتنی بر جابجایی پهپاد
5 تحلیل و بررسی شبیه‌سازی
6 نتیجه‌گیری
منابع

چکیده
در رابطه با نسل ششم شبکه تلفن همراه (6G)، شبکه‌‌سازی به کمک هواپیماهای بدون سرنشین (UAV) که به پهپاد معروف هستند، به عنوان راه‌حل امیدبخشی برای تخلیه پیاپی بار ترافیکی و تامین خدمات درخواستی پدیدار شده‌است. با توجه به پویایی محیط شبکه‌سازی، یک طرح جابجایی پهپاد باید تا حد امکان قابل انعطاف، موثر و انطباق‌پذیر باشد. برای پرداختن به این موضوع، و برقراری توازن بین هزینه‌های جابجایی و برآوردن الزامات خدمات، یک طرح تصمیم‌گیری مبتنی بر جابجایی پهپاد مطرح شده‌است. در این طرح، یک استراتژی جابجایی تطبیقی پهپاد (UAMS) برای بهبود راندمان جابجایی اتخاذ شده‌است. در عین حال، فرآیند مرتبط با تعاملات سیگنال‌دهی با توجه به سناریوهای مختلف جابجایی پهپاد طراحی شده‌است. نتایج آزمایشی حاکی از آن است که روش پیشنهادی بهبود قابل‌ملاحظه‌ای را در عملکرد کل سیستم ایجاد کرده و از مزیت واضحی نسبت به راه حل‌های قدیمی برخوردار است.

2- مطالعات مرتبط
استقرار و موضع‌گیری سه‌بعدی (3D) یک پهپاد کار نسبتاً ساده‌ای است و به طور معمول به عنوان یک مسئله بهینه‌سازی تک‌هدفه در نظر گرفته می‌شود. نویسندگان در (11) یک طرح استقرار بهینه را برای حداکثرسازی تعداد کاربران تحت پوشش ارائه کرده‌اند. Zhang M و همکاران (12) تقطیع موقعیت سه‌بعدی پهپاد را به صورت مسائل استقرار افقی و عمودی پیشنهاد کردند و مسئله استقرار پهپاد را به صورت جایگزینی کمترین تعداد حلقه بسته مدلسازی کردند. نویسندگان در (13) در مورد اینکه چگونه یک نوع کارآمد از الگوریتم موضع‌گیری سه‌بعدی پهپاد، از اقدامات انجام‌شده برای به حداکثر رساندن کل تعداد تجهیزات مورد استفاده توسط کاربر پشتیبانی می‌کند و در عین حال کمترین میزان انرژی را مصرف می‌کند به بحث پرداختند. Zeng y و همکاران (14) سیستم مخابراتی سیار پهپاد با مصرف بهینه انرژی را از طریق بهینه‌سازی مسیر حرکت با توجه به مصرف انرژی در طول پرواز مورد مطالعه قرار دادند و یک مدل نظری در مورد مصرف انرژی رانش پهپاد را ارائه کردند.

همانطور که در (15) توضیح داده شده، شناسایی موقعیت بهینه سیستم چند پهپادی یکی از مهم‌ترین چالش‌ها بوده و باید در موقعیت‌های استقرار متراکم غیر از 5G (B5G) و 6G مورد بررسی قرار گیرد. بسیاری از مطالعاتی که در زمینه بکارگیری پهپادهای مبتنی بر B5G/6G تحت عنوان BSs انجام شده‌اند، می‌توانند به عنوان توابع مستقیم محلی‌سازی و کارآمدی موقعیت‌یابی بهینه در نظر گرفته شوند. برای مثال، نویسندگان در (16) یک مکانیسم بهینه موقعیت‌یابی هواپیمای بدون خلبان را برای بررسی لزوم کمینه‌سازی توان انتقال ارائه کردند و مسئله بهینه‌سازی چند هدفه را به دو زیرمسئله مختلف تقسیم کردند. نویسندگان در (17) یک مدل شبکه فعالیت مدار از پهپاد 6G مبتنی بر مشارکت را با توجه به پویایی بالا و ویژگی‌های خودتنظیمی شبکه‌سازی به کمک پهپاد، پیشنهاد کردند.

در خصوص استقرار قابل انعطاف‌ سیستم چندپهپادی، می‌توان خدمات درخواستی کاربران را در زمانی که سرویس ارتباطی منطقه‌ای دچار نوسانات زیادی می‌شود، تامین کرد (18-20). برخی از مطالعات به مسئله استقرار پویا و تغییر جایگاه پهپادها اشاره کرده‌اند، اما تعداد کمی از آنها هزینه حرکت پهپاد و سربار سیستم در بازآرایی شبکه را مورد توجه قرار داده‌اند. هدف این مقاله این است که هزینه حرکت پهپاد را به حداقل برساند و در عین حال قابلیت‌های خدمات آن را تضمین نماید. برای حل مسئله بهینه‌سازی، از طرح UAMS استفاده شد. در طرح UAMS، مسئله بهینه‌سازی چند هدفه در مراکز مختلف کنترل محلی (LSC) به مسئله جابجایی پهپاد تبدیل می‌شود. همانطور که در شکل 1 مشاهده می‌شود، زمانی که پهپادها در محدوده کنترل LSC جابجا می‌شوند از استراتژی جابجایی داخل LSC استفاده می‌شود، و در غیر این صورت از استراتژی جابجایی میان LSC استفاده می‌شود.