ISSN 0798 1015

Vol. 41 (Nº 41) Año 2020. Art. 19

Recibido: 27/07/2020 • Aprobado: 28/08/2020 • Publicado 29/10/2020

Optimization of resource allocation process in networks of ground stations

Optimización de proceso de asignación de recursos en redes de estaciones terrenas

ESPINDOLA Jorge E. 1
GOMEZ Nubia Y. 2 
SALCEDO Luis A. 3

Abstract
Research into engineering and technology, as in other areas of knowledge, presents common issues when it is required to allocate an insufficient number of resources in the most optimal manner possible; in the case of this research paper this means assigning a greater number of satellites to a lesser number of ground stations, considering the input variables generated by the cost function. The Hungarian optimization algorithm constitutes an initial possible solution that can be applied to various cases. However, its approach and mathematical formulation leads to a non-square matrix of variables; therefore, it requires an adaption of the algorithm called the Adapted Hungarian Algorithm, making use of dummy variables. Thus, the objective of this study is to present an adaptation and formalization of the Hungarian algorithm for the case of non-square matrices, in the framework of the problems in allocating n satellites to m ground stations, with m<n. It is concluded that the formalization of the optimization structure of the Adapted Hungarian Algorithm generates plausible or coherent solutions to a cost function, facilitates its application and implementation to a wide range of situations and it can be executed through easy access software.
Key words: autonomous agent, ground station network, hungarian algorithm

Resumen
En este artículo, presentamos los resultados del proceso de asignación de recursos en redes de estaciones terrestres para el seguimiento y control de satélites. El sistema autónomo y dinámico para estaciones terrestres (ADSGS por sus siglas en ingles), requiere asignar los recursos de las estaciones terrenas a los satélites que hacen un paso sobre ellos en un tiempo específico, esto último solo ocurre durante un tiempo promedio de 7 a 8 minutos y una estación terrena puede unicamente asistir a un satélite en ese momento, aquí está en problema. ¿Qué hacer con los otros satélites que están pasando en ese momento en la estación terrestre y, sobre todo, a qué satélite asistir? Para el desarrollo de ADSGS, se utilizaron técnicas de inteligencia artificial, una red de estaciones terrestres experimentales SATNet, un agente inteligente que utiliza el algoritmo húngaro para optimizar la asignación de satélites a estaciones terrenas y el software de seguimiento. Para resolver el problema planteado, se sugirió la creación de un agente autónomo para realizar esta tarea y, junto con el algoritmo húngaro, optimizar la asignación de recursos, además, el modelo matemático que conduce a la solución de la propuesta. Finalmente, se desarrollan las ecuaciones que conducen al desarrollo de dicho modelo matemático y se muestran las variables se pueden adaptar y usar para cualquier escenario donde hay n número de satélites y m número de estaciones.
Palabras clave: agente autónomo, algoritmo hungariano, redes de estaciones terrenas