Análisis de la cobertura del sistema ferroviario inteligente de alta velocidad 5G basado en la comunicación óptica...

Área de la Ciencia:

• Comunicaciones ópticas
• Redes inalámbricas
• Ingeniería de sistemas de transporte

Sus antecedentes:

• Los ferrocarriles inteligentes de alta velocidad (HSR) requieren una comunicación móvil de alto ancho de banda.
• La comunicación óptica en espacio libre (FSO) es una solución viable para la transmisión de datos HSR.
• Los modelos tradicionales de cobertura de células circulares son inadecuados para la infraestructura lineal de HSR.

Objetivo del estudio:

• Investigar el rendimiento de la cobertura de las comunicaciones FSO en los sistemas inteligentes HSR.
• Abordar el desafío único de las celdas en forma de franja estrecha en las redes HSR FSO.
• Proponer y evaluar un sistema FSO adaptativo al ancho de haz para mejorar la conectividad HSR.

Principales métodos:

• Desarrolló un sistema y método FSO adaptativo al ancho de haz para HSR.
• Expresiones derivadas de forma cerrada para la probabilidad de cobertura de los bordes (ECP) y el área de cobertura de las celdas (CCA).
• Modelos teóricos validados mediante simulaciones de Montecarlo.

Principales resultados:

• El sistema FSO adaptativo al ancho de haz aborda efectivamente la cobertura en las celdas HSR de banda estrecha.
• Las expresiones teóricas de ECP y CCA muestran una alta precisión, con errores relativos promedio de 0,035% y 0,087%, respectivamente.
• Se analizó el impacto del diámetro de la célula, la potencia de transmisión, el umbral SNR y la visibilidad en la cobertura.

Conclusiones:

• El sistema FSO adaptativo al ancho de haz propuesto mejora significativamente el rendimiento de la cobertura para HSR inteligente.
• Se establecen modelos teóricos precisos para predecir la cobertura de FSO en entornos HSR.
• Los resultados proporcionan información valiosa para el diseño de redes de comunicación FSO sólidas para HSR.