Intelligent UAV Deployment for a Disaster-Resilient Wireless Network; Sensors; Vol. 20, iss. 21
| Parent link: | Sensors Vol. 20, iss. 21.— 2020.— [6140, 18 p.] |
|---|---|
| Corporate Author: | Национальный исследовательский Томский политехнический университет Инженерная школа информационных технологий и робототехники Научно-образовательный центр "Автоматизация и информационные технологии" |
| Other Authors: | Hydher H. Hassaan, Dzhayakodi (Jayakody) Arachshiladzh D. N. K. Dushanta Nalin Kumara, Hemachandra K. Kasun, Samarasinghe T. Tharaka |
| Summary: | Title screen Deployment of unmanned aerial vehicles (UAVs) as aerial base stations (ABSs) has been considered to be a feasible solution to provide network coverage in scenarios where the conventional terrestrial network is overloaded or inaccessible due to an emergency situation. This article studies the problem of optimal placement of the UAVs as ABSs to enable network connectivity for the users in such a scenario. The main contributions of this work include a less complex approach to optimally position the UAVs and to assign user equipment (UE) to each ABS, such that the total spectral efficiency (TSE) of the network is maximized, while maintaining a minimum QoS requirement for the UEs. The main advantage of the proposed approach is that it only requires the knowledge of UE and ABS locations and statistical channel state information. The optimal 2-dimensional (2D) positions of the ABSs and the UE assignments are found using K-means clustering and a stable marriage approach, considering the characteristics of the air-to-ground propagation channels, the impact of co-channel interference from other ABSs, and the energy constraints of the ABSs. Two approaches are proposed to find the optimal altitudes of the ABSs, using search space constrained exhaustive search and particle swarm optimization (PSO). The numerical results show that the PSO-based approach results in higher TSE compared to the exhaustive search-based approach in dense networks, consuming similar amount of energy for ABS movements. Both approaches lead up to approximately 8-fold energy savings compared to ABS placement using naive exhaustive search. |
| Language: | English |
| Published: |
2020
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://earchive.tpu.ru/handle/11683/64782 https://doi.org/10.3390/s20216140 |
| Format: | Electronic Book Chapter |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=663134 |
Similar Items
Outage and Throughput Performance of Half/Full-Duplex UAV-assisted Co-operative Relay Networks Over Weibull fading channel; Wireless Personal Communications; Vol. 120
Published: (2021)
Published: (2021)
UAV-assited Wireless Powered Sensor Network over Rician Shadowed Fading Channels; Microwaves, Antennas, Communications and Electronic Systems (COMCAS)
Published: (2019)
Published: (2019)
Evaluation of the potential accuracy of the pulsed radio signals source coordinate determination by the positioning system using a single UAV-sensor; Eurasian Physical Technical Journal; Vol. 17, No. 1
Published: (2020)
Published: (2020)
Secure and efficient context-aware localization of drones in urban scenarios; IEEE Communications Magazine; Vol. 56, iss. 4
Published: (2018)
Published: (2018)
Communication and networking technologies for UAVs: A survey; Journal of Network and Computer Applications; Vol. 168
Published: (2020)
Published: (2020)
Modeling of processes of security assurance from threats caused by unmanned air vehicles; Progress in Nuclear Energy; Vol. 115
Published: (2019)
Published: (2019)
Авиационные спасательные средства; Инновационные технологии в машиностроении
by: Родионов П. В. Павел Вадимович
Published: (2021)
by: Родионов П. В. Павел Вадимович
Published: (2021)
Технологические решения в области обеспечения геопространственной информации о магистральных трубопроводах и объектах их инфраструктуры; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 331, № 7
Published: (2020)
Published: (2020)
Оценка состояния и мониторинг процесса воронкообразования при подземной разработке системами с блочным обрушением; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 331, № 4
by: Ефремов Е. Ю. Евгений Юрьевич
Published: (2020)
by: Ефремов Е. Ю. Евгений Юрьевич
Published: (2020)
Противодействие беспилотным летательным аппаратам монография
by: Макаренко С. И.
Published: (Санкт-Петербург, 2020)
by: Макаренко С. И.
Published: (Санкт-Петербург, 2020)
Модель сверточной нейронной сети LeNet5 для обнаружения и классификации объектов воздушного пространства на изображениях; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Промышленная кибернетика; Т. 1, № 2
by: Клековкин В. А. Вадим Александрович
Published: (2023)
by: Клековкин В. А. Вадим Александрович
Published: (2023)
Организация системы геоинформационного мониторинга состояния земельных ресурсов прибрежной зоны Новосибирского водохранилища; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 330, № 8
Published: (2019)
Published: (2019)
Модели и методы глубокого обучения для решения задач дистанционного мониторинга лесных ресурсов; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 335, № 6
by: Марков Н. Г. Николай Григорьевич
Published: (2024)
by: Марков Н. Г. Николай Григорьевич
Published: (2024)
Интеллектуальная система компьютерного зрения беспилотных летательных аппаратов для мониторинга технологических объектов предприятий нефтегазовой отрасли; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 330, № 11
by: Зоев И. В. Иван Владимирович
Published: (2019)
by: Зоев И. В. Иван Владимирович
Published: (2019)
Performance of Gradient-Based Optimizer on Charging Station Placement Problem; Mathematics; Vol. 9, iss. 21
Published: (2021)
Published: (2021)
Improved particle swarm optimization for global maximum power point tracking of partially shaded PV array; Electrical engineering; Vol. 101, iss. 2
by: Ibrahim Ahmed I. M. Ibrahim Mohamed
Published: (2019)
by: Ibrahim Ahmed I. M. Ibrahim Mohamed
Published: (2019)
Comprehensive Analysis of PSO and P&O for the Global Maximum Power Point Tracking of the PV under Partial Shading; Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE)
by: Ibrahim Ahmed I. M. Ibrahim Mohamed
Published: (2019)
by: Ibrahim Ahmed I. M. Ibrahim Mohamed
Published: (2019)
Opposition-based moth swarm algorithm; Expert Systems with Applications; Vol. 184
Published: (2021)
Published: (2021)
История развития беспилотных летательных аппаратов и их применение; Салют, Победа!
by: Юркевич А. В.
Published: (2025)
by: Юркевич А. В.
Published: (2025)
A Super Base Station Architecture for Future Ultra-Dense Cellular Networks: Toward Low Latency and High Energy Efficiency; IEEE Communications Magazine; Vol. 56, iss. 6
Published: (2018)
Published: (2018)
Элементный состав лишайников как индикатор загрязнения атмосферы; Экология и промышленность России; № 11
by: Большунова Т. С.
Published: (2014)
by: Большунова Т. С.
Published: (2014)
3-D Trajectory Optimization for Fixed-Wing UAV-Enabled Wireless Network; IEEE Access; Vol. 9
by: Visintini A. Alessandro
Published: (2021)
by: Visintini A. Alessandro
Published: (2021)
Анализ точности исходных данных, используемых при моделировании рельефа и профиля трассы магистральных трубопроводов; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 333, № 4
Published: (2022)
Published: (2022)
Оперативная оценка экономического потенциала месторождений на раннем этапе разработки на основе популяционных алгоритмов оптимизации; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 336, № 8
by: Пискунов С. А. Сергей Александрович
Published: (2025)
by: Пискунов С. А. Сергей Александрович
Published: (2025)
Predicting Formation Pore-Pressure from Well-Log Data with Hybrid Machine-Learning Optimization Algorithms; Natural Resources Research; Vol. ХХ, iss. XX
Published: (2021)
Published: (2021)
Разработка робототехнической платформы для интеллектуального ремонта дорожного полотна; Информационные технологии в науке, управлении, социальной сфере и медицине; Ч. 1
Published: (2018)
Published: (2018)
Advanced optimization technique for scheduling IoT tasks in cloud-fog computing environments; Future Generation Computer Systems; Vol. 124
by: Mokhamed Elsaed A. M. Akhmed Mokhamed
Published: (2021)
by: Mokhamed Elsaed A. M. Akhmed Mokhamed
Published: (2021)
Mathematical Modeling of Signals for Weight Control of Vehicles Using Seismic Sensors; Mathematics; Vol. 13, iss. 13
Published: (2025)
Published: (2025)
Линейное отображение географических координат подвижного объекта на линейную часть магистрального нефтепровода; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 326, № 11
by: Кукало И. А. Иван Анатольевич
Published: (2015)
by: Кукало И. А. Иван Анатольевич
Published: (2015)
Pay-As-You-Go: A Wireless Power Transfer-Enabled Beamforming for Cooperative Communication Systems; IEEE Wireless Communications; Vol. 10, iss. 1
Published: (2021)
Published: (2021)
A New Green Prospective of Non-orthogonal Multiple Access (NOMA) for 5G; Information; Vol. 11, iss. 2
Published: (2020)
Published: (2020)
On the Incentive Mechanisms for Commercial Edge Caching in 5G Wireless Networks; IEEE Wireless Communications; Vol. 25, iss. 3
Published: (2018)
Published: (2018)
Радиогеохимическая эволюция гранитоидного магматизма Верхне-Енашиминского золоторудного узла по результатам аэрогамма-спектрометрии (Енисейский кряж); Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]. Инжиниринг георесурсов; Т. 336, № 11
by: Колмаков Ю. В. Юрий Викторович
Published: (2025)
by: Колмаков Ю. В. Юрий Викторович
Published: (2025)
Coupled Optical Resonances in a Dielectric Microsphere: Physical Concept of a Miniature Optical Pressure Sensor; Atmospheric and Oceanic Optics; Vol. 35, No. 6
by: Geints Yu. E.
Published: (2022)
by: Geints Yu. E.
Published: (2022)
Estimation of Efficiency of Welding Incident Mitigation Measures at Mechanical Engineering; Materials Science Forum; Vol. 970 : Modern Problems in Materials Processing, Manufacturing, Testing and Quality Assurance II
by: Anishchenko Yu. V. Yuliya Vladimirovna
Published: (2019)
by: Anishchenko Yu. V. Yuliya Vladimirovna
Published: (2019)
The problem of the number of integer points in families of anisotropically expanding domains, with applications to spectral theory; Mathematical Notes; Vol. 92, iss. 3-4
by: Kordyukov Yu. A. Yuri Arkadievich
Published: (2012)
by: Kordyukov Yu. A. Yuri Arkadievich
Published: (2012)
Finding Area of Desired Control Quality of an Unmanned Underwater Vehicle Motion in a Plane of Its Construction Parameters; International Journal of Mechanical Engineering and Robotics Research; Vol. 9, № 10
Published: (2020)
Published: (2020)
Оптимизация составления маршрутов общественного транспорта при создании автоматизированной системы поддержки принятия решений; Известия Томского политехнического университета [Известия ТПУ]; Т. 323, № 5 : Управление, вычислительная техника и информатика
by: Кочегурова Е. А. Елена Алексеевна
Published: (2013)
by: Кочегурова Е. А. Елена Алексеевна
Published: (2013)
Observation of coherent Cherenkov diffraction radiation modes in a long cylindrical Teflon radiator; Radiation Physics and Chemistry; Vol. 240
Published: (2026)
Published: (2026)
Численное моделирование переходного излучения от Гауссового волнового пакета, пересекающего границу металлического зеркала; Перспективы развития фундаментальных наук; Т. 3 : Математика
by: Малыгина Н. И. Наталия Игоревна
Published: (2025)
by: Малыгина Н. И. Наталия Игоревна
Published: (2025)
Similar Items
-
Outage and Throughput Performance of Half/Full-Duplex UAV-assisted Co-operative Relay Networks Over Weibull fading channel; Wireless Personal Communications; Vol. 120
Published: (2021) -
UAV-assited Wireless Powered Sensor Network over Rician Shadowed Fading Channels; Microwaves, Antennas, Communications and Electronic Systems (COMCAS)
Published: (2019) -
Evaluation of the potential accuracy of the pulsed radio signals source coordinate determination by the positioning system using a single UAV-sensor; Eurasian Physical Technical Journal; Vol. 17, No. 1
Published: (2020) -
Secure and efficient context-aware localization of drones in urban scenarios; IEEE Communications Magazine; Vol. 56, iss. 4
Published: (2018) -
Communication and networking technologies for UAVs: A survey; Journal of Network and Computer Applications; Vol. 168
Published: (2020)