أسراب الطائرات بدون طيار الصغيرةشبكة MESH هي تطبيق آخر لشبكات الهاتف المحمول المخصصة في مجال الطائرات بدون طيار. تختلف عقد الشبكة في الشبكات الشبكية بدون طيار عن شبكة AD hoc الشائعة للأجهزة المحمولة، ولا تتأثر بالتضاريس أثناء الحركة، وتكون سرعتها بشكل عام أسرع بكثير من شبكات المحمول التقليدية ذاتية التنظيم.
يتم توزيع هيكل شبكتها في الغالب. الميزة هي أن اختيار التوجيه يكتمل بعدد صغير من العقد في الشبكة. وهذا لا يقلل من تبادل معلومات الشبكة بين العقد فحسب، بل يتغلب أيضًا على مساوئ التحكم في التوجيه المفرط.
هيكل شبكة سرب الطائرات بدون طيارشبكات MESHيمكن تقسيمها إلى هيكل مستو وهيكل عنقودي.
في البنية المستوية، تتمتع الشبكة بمتانة وأمان عاليين، ولكن قابلية التوسع ضعيفة، وهو مناسب للشبكات ذاتية التنظيم صغيرة الحجم.
في البنية المجمعة، تتمتع الشبكة بقابلية توسع قوية وهي أكثر ملاءمة للشبكات المخصصة واسعة النطاق لسرب الطائرات بدون طيار.
هيكل مستو
يُطلق على البنية المستوية أيضًا اسم بنية نظير إلى نظير. في هذا الهيكل، تكون كل عقدة هي نفسها من حيث توزيع الطاقة وبنية الشبكة واختيار التوجيه.
نظرًا للعدد المحدود من عقد الطائرات بدون طيار والتوزيع البسيط، تتمتع الشبكة بمتانة قوية وأمان عالي، كما أن التداخل بين القنوات صغير.
ومع ذلك، مع زيادة عدد العقد، يزداد جدول التوجيه ومعلومات المهمة المخزنة في كل عقدة، ويزداد حمل الشبكة، وتزداد حمل التحكم في النظام بشكل حاد، مما يجعل النظام صعب التحكم وعرضة للانهيار.
لذلك، لا يمكن أن يحتوي الهيكل المستوي على عدد كبير من العقد في نفس الوقت، مما يؤدي إلى ضعف قابلية التوسع وهو مناسب فقط لشبكات MESH صغيرة الحجم.
هيكل التجميع
يتمثل هيكل التجميع في تقسيم العقد بدون طيار إلى عدة شبكات فرعية مختلفة وفقًا لوظائفها المختلفة. في كل شبكة فرعية، يتم تحديد عقدة رئيسية تكون وظيفتها بمثابة مركز التحكم في الأوامر للشبكة الفرعية وتوصيل العقد الأخرى في الشبكة.
ترتبط العقد الرئيسية لكل شبكة فرعية في بنية التجميع وتتواصل مع بعضها البعض. يمكن أن يتم تبادل المعلومات بين العقد غير الرئيسية من خلال العقد الرئيسية أو مباشرة.
تشكل العقد الرئيسية والعقد غير الرئيسية للشبكة الفرعية بأكملها معًا شبكة تجميع. وفقًا لتكوينات العقد المختلفة، يمكن تقسيمها أيضًا إلى مجموعات أحادية التردد وتجميع متعدد الترددات.
(1) تجميع التردد الواحد
في بنية التجميع أحادية التردد، هناك أربعة أنواع من العقد في الشبكة، وهي العقد الرأسية/غير العنقودية، والبوابة/عقد البوابة الموزعة. يتكون الارتباط الأساسي من رأس المجموعة وعقد البوابة. تتواصل كل عقدة بنفس التردد.
هذا الهيكل بسيط وسريع لتشكيل شبكة، كما أن معدل استخدام نطاق التردد أعلى أيضًا. ومع ذلك، فإن بنية الشبكة هذه عرضة لقيود الموارد، مثل الحديث المتبادل بين القنوات عندما يزيد عدد العقد في الشبكة.
من أجل تجنب فشل تنفيذ المهمة الناجم عن تداخل التردد المشترك، يجب تجنب هذا الهيكل عندما يكون نصف قطر كل مجموعة متشابهًا في شبكة التنظيم الذاتي بدون طيار واسعة النطاق.
(2) تجميع متعدد التردد
ويختلف عن التجميع أحادي التردد، الذي يحتوي على مجموعة واحدة لكل طبقة، ويحتوي التجميع متعدد التردد على عدة طبقات، وتحتوي كل طبقة على عدة مجموعات. في الشبكة المجمعة، يمكن تقسيم عقد الشبكة إلى مجموعات متعددة. يتم تقسيم العقد المختلفة في المجموعة إلى عقد رأس المجموعة وعقد أعضاء المجموعة وفقًا لمستوياتها، ويتم تعيين ترددات اتصال مختلفة.
في المجموعة، يكون للعقد الأعضاء في المجموعة مهام بسيطة ولن تزيد بشكل كبير من حمل توجيه الشبكة، ولكن تحتاج العقد الرئيسية للمجموعة إلى إدارة المجموعة، ولديها معلومات توجيه أكثر تعقيدًا للمحافظة عليها، الأمر الذي يستهلك الكثير من الطاقة.
وبالمثل، تختلف أيضًا قدرات تغطية الاتصالات وفقًا لمستويات العقد المختلفة. كلما ارتفع المستوى، زادت قدرة التغطية. من ناحية أخرى، عندما تنتمي العقدة إلى مستويين في نفس الوقت، فهذا يعني أن العقدة تحتاج إلى استخدام ترددات مختلفة لأداء مهام متعددة، وبالتالي فإن عدد الترددات هو نفس عدد المهام.
في هذا الهيكل، يتواصل رئيس المجموعة مع الأعضاء الآخرين في المجموعة والعقد في الطبقات الأخرى من المجموعات، ولا تتداخل اتصالات كل طبقة مع بعضها البعض. هذا الهيكل مناسب للشبكات ذاتية التنظيم بين الطائرات بدون طيار واسعة النطاق. بالمقارنة مع بنية مجموعة واحدة، فهي تتمتع بقابلية توسع أفضل وتحميل أعلى ويمكنها التعامل مع بيانات أكثر تعقيدًا.
ومع ذلك، نظرًا لأن العقدة الرئيسية للمجموعة تحتاج إلى معالجة كمية كبيرة من البيانات، فإن استهلاك الطاقة يكون أسرع من العقد العنقودية الأخرى، وبالتالي فإن عمر الشبكة أقصر من بنية التجميع أحادية التردد. بالإضافة إلى ذلك، لم يتم تحديد اختيار عقد رأس المجموعة في كل طبقة في شبكة التجميع، ويمكن لأي عقدة أن تعمل كرأس كتلة. بالنسبة لعقدة معينة، يعتمد ما إذا كان يمكن أن تصبح رأس مجموعة على بنية الشبكة لتحديد ما إذا كان سيتم بدء آلية التجميع أم لا. لذلك، تلعب خوارزمية تجميع الشبكة دورًا مهمًا في شبكة التجميع.
وقت النشر: 21 يونيو 2024