Статистична оптимізація стабільності БПЛА через параметри мережі 5G

Автор(и)

  • Асма Хакім Наїм Університет Аль-Кітаб, Ірак https://orcid.org/0009-0001-8049-8739
  • Махмуд Джавад Абулшаер Університетський коледж Аль-Рафідайн, Ірак
  • Альхамза Абдулсатар Шакер Університетський коледж Аль-Мансура, Ірак
  • Саіф Саад Ахмед Університетський коледж Аль-Турат, Україна
  • Ала Салім Абдалраззак Педагогічний коледж університету Алнур, Ірак

DOI:

https://doi.org/10.32347/st.2024.2.1302

Ключові слова:

дрони, БПЛА, 5G, статистична оптимізація, потужність сигналу, пропускна здатність, моніторинг у реальному часі, оптимізація мережі, стабільність БПЛА

Анотація

Довідка: дрони, або безпілотні літальні апарати (БПЛА), набули популярності в різних галузях завдяки своїй універсальності та ефективності. Однак досягнення оптимальної стабільності під час польоту залишається проблемою, особливо в динамічних середовищах. Поява технології 5G

з її високошвидкісними можливостями з малою затримкою дає можливість покращити контроль і стабільність безпілотників завдяки передачі даних у реальному часі та оперативним налаштуванням.

Мета: це дослідження вивчає застосування статистичних методів для оптимізації балансу дронів через підключення 5G, зосереджуючись на ключових параметрах мережі, таких як затримка, потужність сигналу та використання пропускної здатності.

Методи: серію польотів було проведено в різних умовах навколишнього середовища, щоб зібрати дані про показники стійкості дрона, включаючи крен, тангаж і поворот. Статистичний аналіз, включаючи регресійні моделі та аналіз часових рядів, було застосовано для оцінки зв’язку між параметрами 5G і балансом дронів. Потім були використані алгоритми оптимізації для динамічного налаштування параметрів мережі з метою підвищення стабільності в режимі реального часу.

Результати. Отримані дані вказують на те, що затримка та потужність сигналу є значущими показниками стабільності дрона, причому менша затримка та оптимізована потужність сигналу корелюють із покращеним балансом. Крім того, оптимізація пропускної здатності сприяла більш плавному керуванню польотом завдяки пріоритетності основних потоків даних.

Висновок: статистичні методи відіграють вирішальну роль у максимізації переваг технології 5G для стабільності дронів. Завдяки точному налаштуванню параметрів 5G дрони можуть підтримувати кращий баланс, підвищуючи загальну ефективність і надійність.

Посилання

N. H. Qasim, D. A. Jumaa, F. Rahim, A. M. Jawad, A. M. Khaleefah, G. Zhyrov, and H. Ali: (2024). Simplifying IP multimedia systems by introducing next-generation networks with scalable architectures, Edelweiss Applied Science and Technology, 8, (4), 2042-54

J. Zhou, D. Tian, Y. Yan, X. Duan, and X. Shen: (2024). Joint Optimization of Mobility and Reliability-Guaranteed Air-to-Ground Communication for UAVs’', IEEE Transactions on Mobile Computing, 23, (1), 2024, 566-80

T. N. Nguyen, L. T. Tu, P. Fazio, T. V. Chien, C. V. Le, H. T. T. Binh, and M. Voznak. (2024). On the Dilemma of Reliability or Security in Unmanned Aerial Vehicle Communications Assisted by Energy Harvesting Relaying. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 42, (1), 52-67.

Z. U. A. Tariq, E. Baccour, A. Erbad, and M. Hamdi. (2024). Reinforcement Learning for Resilient Aerial-IRS Assisted Wireless Communications Networks in the Presence of Multiple Jammers. IEEE Open Journal of the Communications Society, 5, 15-37

N. H. Qasim, F. Rahim, and N. Bodnar: (2024). A comprehensive investigation of an LTE-enabled smart door system using the Arduino UNO. Edelweiss Applied Science and Technology, 8, (4), 697-708.

M. Neinavaie, and Z. M. Kassas. (2024). Cognitive Sensing and Navigation With Unknown OFDM Signals With Application to Terrestrial 5G and Starlink LEO Satellites. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 42, (1), 146-60.

N. M. Laboni, S. J. Safa, S. Sharmin, M. A. Razzaque, M. M. Rahman, and M. M. Hassan. (2024). A Hyper Heuristic Algorithm for Efficient Resource Allocation in 5G Mobile Edge Clouds. IEEE Transactions on Mobile Computing, 23, (1), 29-41.

N. H. Qasim, and A. M. Jawad. (2024). 5G-enabled UAVs for energy-efficient opportunistic networking’', Heliyon, 10, (12), e32660

N. J. M. Omar S.S., Qasim N. H., Kawad R. T., Kalenychenko R. (2024). The Role of Digitalization in Improving Accountability and Efficiency in Public Services., Revista Investigacion Operacional, 45, (2), 203-24.

X. Li, X. Hu, and T. Jiang. (2024). Dual-Reinforcement-Learning-Based Attack Path Prediction for 5G Industrial Cyber–Physical Systems. IEEE Internet of Things Journal, 11, (1), 50-58.

S. D. Abdulameer, N. A. Taher, S. R. Alatba, N. H. Qasim, and O. Dorenskyi. (2024). Optimization of Underwater Channel Performance through Polar Code-OFDM Models’. ‘Book Optimization of Underwater Channel Performance through Polar Code-OFDM Models’ (2024, edn.), 3-10

N. H. Qasim, A. J. Salman, H. M. Salman, A. A. AbdelRahman, and A. Kondakova. ‘Evaluating NB-IoT within LTE Networks for Enhanced IoT Connectivity’, in Editor (Ed.)^(Eds.): ‘Book Evaluating NB-IoT within LTE Networks for Enhanced IoT Connectivity’ (IEEE, 2024, edn.), pp. 552-59

M. M. Salih, B. M. Khaleel, N. H. Qasim, W. S. Ahmed, S. Kondakova, and M. Y. Abdullah. (2024). Capacity, Spectral and Energy Efficiency of OMA and NOMA Systems, in Editor (Ed.)^(Eds.): ‘Book Capacity, Spectral and Energy Efficiency of OMA and NOMA Systems’ (2024, edn.), 652-58.

A. J. M. Jawad, A. M. Abed, N. H. Qasim, and A. A. AbdelRahman. (2024). Design and Implement a GPS Car Tracker on Google Maps Using Arduino. Book Design and Implement a GPS Car Tracker on Google Maps Using Arduino, 284-93 [15] Q. Nameer Hashim, A.-H. Hayder Imran, S. Iryna, and J. Aqeel Mahmood: ‘'Modern Ships and the Integration of Drones – a New Era for Marine Communication’', Development of Transport, 4, (19), 2023

Q. Nameer, J. Aqeel, and M. Muthana. (2023). The Usages of Cybersecurity in Marine Communications. Transport Development, 3, (18), 2023.

A.-A. M. G. Jawad A. M., & Qasim N. H. (2023). Emerging Technologies and Applications of Wireless Power Transfer’', Transport Development, 4, (19).

H. A. Hung, H. H. Hsu, and T. H. Cheng: (2024). Optimal Sensing for Tracking Task by Heterogeneous Multi-UAV Systems. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 32, (1), 282-89

N. Qasim, Shevchenko, Y.P., and Pyliavskyi, V. (2019). Analysis of methods to improve energy efficiency of digital broadcasting’', Telecommunications and Radio Engineering, 78, (16).

N. Qasim, and L.-C. Nataliia. The Role of Drones for Evolving Telecommunication and Internet.

S. Naik, P. Thippeswamy, A. Raghavan, M. Rajgopal, and A. Sujith. (2024). ‘Efficient network management and security in 5G enabled internet of things using deep learning algorithms Keywords: 5G enabled IoT Deep learning Network management Network security Predictive modelling’ (2024. 2024)

A. Gnanaraj, F. Abbasali, A. Kumar, S. Subramanian, and M. Chinnathambi. (2024). Hyperelliptic curve based authentication for the internet of drones. International Journal of Reconfigurable and Embedded Systems (IJRES), 13, 133.

V. L. Dao, E. Uhlemann, and S. Girs. (2024). Dealing With Jamming Attacks in Uplink Pairwise NOMA Using Outage Analysis, Smart Relaying, and Redundant Transmissions. IEEE Open Journal of the Communications Society, 5, 112-26.

Q. N. H. Sieliukov A.V., Khlaponin Y. I. (2022). Conceptual model of the mobile communication network. The Workshop on Emerging Technology Trends on the Smart Industry and the Internet of Things «TTSIIT», 20-22.

N. Qasim, Khlaponin Y., & Vlasenko M. (2022). Formalization of the Process of Managing the Transmission of Traffic Flows on a Fragment of the LTE network. Collection of Scientific Papers of the Military Institute of Taras Shevchenko National University of Kyiv, 75, 88–93.

N. Qasim, A. Jawad, H. Jawad, Y. Khlaponin, and O. Nikitchyn. (2022). Devising a traffic control method for unmanned aerial vehicles with the use of gNB-IOT in 5G. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3, 53-59.

D. Ageyev, D. Yarkin, and Q. Nameer. (2014). Traffic aggregation and EPS network planning problem, in Editor (Ed.)^(Eds.): ‘Book Traffic aggregation and EPS network planning problem’ (2014, edn.), 107-08.

A.-S. Mushtaq, A.-A. Ali Ihsan and N. Qasim (2015). 2D-DWT vs. FFT OFDM Systems in fading AWGN channels, Radioelectronics and Communications Systems, 58, (5), 228-33.

Q. Nameer: (2014). Aggregated Self-Similar Traffic Parameters Determination Methods for EPS network planning Scholars, Journal of Engineering and Technology, 2, (5A), 727-32

Y. Zhang, Y. Huang, C. Huang, H. Huang, and A. T. Nguyen. (2024). Joint Optimization of Deployment and Flight Planning of Multi-UAVs for Long-Distance Data Collection From Large-Scale IoT Devices, IEEE Internet of Things Journal, 11, (1), 791-804.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-12-19

Як цитувати

Наїм, А. Х., Абулшаер, М. Д., Шакер, А. А., Ахмед, С. С., & Абдалраззак, А. С. (2024). Статистична оптимізація стабільності БПЛА через параметри мережі 5G. Смарт технології: промислова та цивільна інженерія, 2(15), 105–118. https://doi.org/10.32347/st.2024.2.1302

Номер

Том 2 № 15 (2024): SMART TECHNOLOGIES 2(15)

Розділ

Механічна та електрична інженерія

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Asmaa Hakeem Naeem, Mahmood Jawad Abulshaer, Alhamza Abdulsatar Shaker, Saif Saad Ahmed, Alaa Salim Abdalrazzaq

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

Автор(и) та Редакція згодні на те, що Редакція також матиме право:

  • здійснювати необхідне оформлення Твору/Статті за результатами його редакційної обробки;
  • визначати самостійно кількість видань, друк додаткових копій і тираж Твору/Статті, кількість копій окремих видань і додаткових тиражів;
  • опублікування Твору/Статті в інших виданнях, пов’язаних з діяльністю Редакції

В журналі діє ліцензія CC BY 4.0