تقييم أداء الوصلة (A2G) في نظام اتصال بالطيران المسير قائم على تقنية النفاذ المتعدد غير المتعامد

عبدالله أبوبكر أبو عربية

المؤلفون

عبدالله أبوبكر أبو عربية قسم الهندسة الكهربائية والالكترونية، كلية الهندسة – جامعة مصراتة، ليبيا

الكلمات المفتاحية:

طائرة مسيرة، نفاذ متعدد غير متعامد، وصلة (جو – أرض)، كفاءة طيفية، احتمالية قطع

الملخص

تهدف نظم الاتصالات اللاسلكية بمختلف تقنياتها إلى توفير خدمات الاتصال لأكبر عدد من المشتركين المنتشرين على مساحات شاسعة بأفضل جودة وأقل تكلفة. تعتبر نظم الاتصال بالطي ا رن المسير والتي تعرف أيضا بنظم المنصات الجوية المسيرة، من التقنيات الحديثة التي تستخدم في توفير خدمات الاتصال لاسلكياً لكل من المستخدمين المتنقلين والثابتين بحيث يمكن تفعيل هذه الخدمات بكفاءة عالية عن طريق التكامل بين شبكات هجينة أرضية ونظم اتصالات جوية أخرى كنظم المنصات عالية الارتفاع وشبكات الأقمار الصناعية. تهتم هذه الورقة بد ا رسة استخدام مركبة جوية من دون طيار ( UAV) في توفير خدمة الاتصال اللاسلكي لإثنين من المستخدمين الأرضيين يتشاركان موارد النظام من خلال النفاذ المتعدد غير المتعامد ( NOMA ) مع مقارنة الأداء عند استخدام النفاذ المتعامد ( OMA) كتقنية وصول متعدد، ح يث سيتم تقييم أداء الوصلة (جو – أرض) اللاسلكية باستخدام معياري الكفاءة الطيفية واحتمالية الانقطاع من خلال المحاكاة في ظروف تشغيل مختلفة. أظهرت نتائج المحاكاة وجود ارتفاع أمثل لتحويم المركبة الجوية بدون طيار بحيث يتم انجاز أفضل أداء عند كل مستخدم، كما وجد أن فجوة الأداء تتسع بين نظامي ( NOMA ) و( OMA) عند الارتفاع الأمثل للتحويم. علاوة على ذلك، توضح النتائج المتحصل عليها تفوق أداء نفاذ (NOMA ) على (OMA) خصوصا مع زيادة قدرة الارسال .

المراجع

Peng Yang, Xianbin Cao, Tony Q. S. Quek, and Dapeng Oliver Wu, “Networking of Internet of UAVs: Challenges and intelligent approaches,” arXiv preprint arXiv:2111.07078, November 2021.

X. Cao, P. Yang, M. Alzenad, X. Xi, D. O. Wu, and H. Yanikomeroglu, “Airborne communication networks: A survey,” IEEE Journal on Selected Areas in Communication, vol. 36, no. 9, pp. 1907– 1926, August 2018.

Zeng, R. Zhang, and J. L. Teng, “Wireless communications with unmanned aerial vehicles: opportunities and challenges,” IEEE Communication Magazine, vol. 54, no. 5, pp. 36–42, May 2016.

M. F. Sohail, C. Y. Leow, and S. Won, “Non-orthogonal multiple access for unmanned aerial vehicle assisted communication,” IEEE Access, vol. 6, pp. 22716-22727, April 2018.

N. Rupasinghe, Y. Yapici, I. Guvenc, and Y. Kakishima, “Nonorthogonal multiple access for mmwave drones with multi-antenna transmission,” on 51st Asilomar Conference on Signals, Systems, and Computers, pp. 1-6 , October 2017.

Haijun Zhang, Jianmin Zhang, Keping Long, “Energy efficiency optimization for NOMA UAV network with imperfect CSI,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, vol. 38, no.12, pp.2798-2809, December 2020.

R. Duan, J. Wang, C. Jiang, H. Yao, Y. Ren, and Y. Qian, “Resource allocation for multi-UAV aided IoT NOMA uplink transmission systems,” IEEE Internet of Things Journal, vol. 6, no. 4, pp. 7025-7037, April 2019.

Wanmei Feng, Jie Tang, Nan Zhao, Yuli Fu, Xiuyin Zhang, Kanapathippillai Cumanan, and Kai-Kit Wong, “NOMA-based UAV-aided networks for emergency communications,” China Communications Journal, vol. 17, no.17 pp. 54-66, November 2020.

A. Al-Hourani and K. Gomez, “Modeling cellular-to-UAV path-loss for suburban environments,” IEEE Wireless Communication. Letters., vol. 7, no. 1, pp. 82-85, February 2018.

D. Thuan, TU.T. Nguyen, TU. N. Nguyen, X.Li and M. Vosnak, “Uplink and downlink NOMA transmission using full-duplex UAV”, IEEE Access, vol. 8, pp. 164347-164363, September 2020.

M. Mozaffari, W. Saad, M. Bennis, and M. Debbah, “Unmanned aerial vehicle with underlaid device-to-device communications: performance and trade-offs,” IEEE Transactions. Wireless Communications, vol. 15, no. 6, pp. 3949–3963, Jun. 2016.

M. M. Azari, F. Rosas, K.-C. Chen, and S. Pollin, “Ultra reliable UAV communication using altitude and cooperation diversity,” IEEE Transactions Communication Journal, vol. 66, no. 1, pp. 330–344, January 2018.