Planificación de misiones de UAVs energéticamente eficientes para proporcionar cobertura 5G en zonas rurales

Abstract

En este trabajo se propone una solución basada en redes de UAVs (“Unmanned Aerial Vehicles”, conocidos coloquialmente como drones) que permita proporcionar cobertura 5G en zonas rurales o de bajos recursos. En este tipo de entornos, el despliegue de redes celulares tradicionales presenta un desafío que los operadores en muchas ocasiones no están dispuestos a asumir (baja densidad de población, nicho de negocio, etc.). En concreto, se ha desarrollado una heurística que permite planificar las misiones de un conjunto de UAVs en un entorno en 3 dimensiones, es decir, considerando desplazamientos en horizontal y en vertical. La heurística, basada en algoritmos genéticos, trata de encontrar la misión óptima en términos de consumo de energía del conjunto de UAVs que permita proporcionar cobertura en todas las zonas definidas en el escenario. Se han diseñado dos casos o modelos diferentes según el número de alturas distintas en las que pueden estar situados los UAVs. Para ambos se ha realizado el mismo número de ejecuciones con los mismos parámetros de entrada. Como escenario de pruebas, se ha considerado la ciudad de Frascati (Italia), en la que existen un conjunto de zonas a cubrir y un conjunto de lugares equipados con paneles solares a los UAVs se pueden dirigir con el objetivo de recargar sus baterías. Los resultados experimentales indican que se puede obtener una planificación dinámica del conjunto de UAVs que han de proporcionar cobertura 5G y que a su vez es energéticamente eficiente.