Микродронови рояциМрежата MESH е по-нататъшно приложение на мобилни ad-hoc мрежи в областта на дроновете. За разлика от обикновената мобилна AD hoc мрежа, мрежовите възли в мрежовите мрежи на дронове не се влияят от терена по време на движение и тяхната скорост обикновено е много по-бърза от тази на традиционните мобилни самоорганизиращи се мрежи.
Мрежовата му структура е предимно разпределена. Предимството е, че изборът на маршрутизация се извършва от малък брой възли в мрежата. Това не само намалява обмена на мрежова информация между възлите, но също така преодолява недостатъка на свръхцентрализирания контрол на маршрутизирането.
Мрежовата структура на рояк UAVMESH мрежимогат да бъдат разделени на равнинна структура и клъстерна структура.
В планарната структура мрежата има висока устойчивост и сигурност, но слаба скалируемост, което е подходящо за малки по мащаб самоорганизиращи се мрежи.
В клъстерната структура мрежата има силна мащабируемост и е по-подходяща за широкомащабни ad hoc мрежи на рояк дронове.
Планарна структура
Равнинната структура се нарича също равноправна структура. В тази структура всеки възел е еднакъв по отношение на разпределение на енергия, мрежова структура и избор на маршрут.
Поради ограничения брой възли на дронове и простото разпределение, мрежата има силна устойчивост и висока сигурност, а смущенията между каналите са малки.
Въпреки това, с увеличаването на броя на възлите, таблицата за маршрутизиране и информацията за задачите, съхранявани във всеки възел, се увеличават, натоварването на мрежата се увеличава и системните контролни разходи се увеличават рязко, което прави системата трудна за контрол и податлива на колапс.
Следователно равнинната структура не може да има голям брой възли едновременно, което води до лоша скалируемост и е подходяща само за малки по мащаб MESH мрежи.
Клъстерна структура
Структурата за клъстериране е да раздели възлите на дрона на няколко различни подмрежи според различните им функции. Във всяка подмрежа се избира ключов възел, чиято функция е да служи като команден контролен център на подмрежата и да свързва други възли в мрежата.
Ключовите възли на всяка подмрежа в клъстерната структура са свързани и комуникирани един с друг. Обменът на информация между неключови възли може да се извършва чрез ключови възли или директно.
Ключовите възли и неключовите възли на цялата подмрежа заедно съставляват клъстерна мрежа. Според различните конфигурации на възли, той може да бъде допълнително разделен на едночестотно групиране и многочестотно групиране.
(1) Едночестотно клъстериране
В клъстерната структура с една честота има четири типа възли в мрежата, а именно възли на главата на клъстера/възли без глава на клъстера, шлюз/разпределени възли на шлюз. Основната връзка се състои от глава на клъстера и възли на шлюз. Всеки възел комуникира с еднаква честота.
Тази структура е проста и бърза за формиране на мрежа, а степента на използване на честотната лента също е по-висока. Въпреки това, тази мрежова структура е предразположена към ограничения на ресурсите, като например пресичане между каналите, когато броят на възлите в мрежата се увеличава.
За да се избегне неуспехът на изпълнението на мисията, причинен от смущения на една и съща честота, тази структура трябва да се избягва, когато радиусът на всеки клъстер е подобен в широкомащабна самоорганизираща се мрежа от дронове.
(2) Многочестотно клъстериране
За разлика от едночестотното клъстериране, което има един клъстер на слой, многочестотното клъстериране съдържа няколко слоя и всеки слой съдържа няколко клъстера. В клъстерна мрежа мрежовите възли могат да бъдат разделени на множество клъстери. Различните възли в клъстера се разделят на главни възли на клъстера и възли на членове на клъстера според техните нива и се присвояват различни комуникационни честоти.
В клъстер възлите на членовете на клъстера имат прости задачи и няма да увеличат значително разходите за мрежово маршрутизиране, но главните възли на клъстера трябва да управляват клъстера и да имат по-сложна информация за маршрутизиране, която да се поддържа, което консумира много енергия.
По подобен начин възможностите за комуникационно покритие също варират според различните нива на възел. Колкото по-високо е нивото, толкова по-голяма е възможността за покритие. От друга страна, когато възелът принадлежи към две нива едновременно, това означава, че възелът трябва да използва различни честоти, за да изпълнява множество задачи, така че броят на честотите е същият като броя на задачите.
В тази структура главата на клъстера комуникира с други членове в клъстера и възли в други слоеве на клъстери и комуникациите на всеки слой не си пречат. Тази структура е подходяща за самоорганизиране на мрежи между големи дронове. В сравнение с единична клъстерна структура, тя има по-добра скалируемост, по-голямо натоварване и може да обработва по-сложни данни.
Въпреки това, тъй като главният възел на клъстера трябва да обработва голямо количество данни, потреблението на енергия е по-бързо от другите клъстерни възли, така че животът на мрежата е по-кратък от структурата на едночестотно клъстериране. В допълнение, изборът на главни възли на клъстера на всеки слой в клъстерната мрежа не е фиксиран и всеки възел може да работи като глава на клъстера. За определен възел дали може да стане глава на клъстер зависи от структурата на мрежата, за да реши дали да стартира механизма за клъстериране. Следователно алгоритъмът за мрежово клъстериране играе важна роля в мрежата за клъстериране.
Време на публикуване: 21 юни 2024 г
