Mikrodroonide sülemidMESH-võrk on mobiilsete ad-hoc-võrkude edasine rakendus droonide valdkonnas. Erinevalt tavalisest mobiilsest AD hoc võrgust ei mõjuta droonivõrkude võrgusõlmi liikumise ajal maastik ning nende kiirus on üldiselt palju kiirem kui traditsioonilistel mobiilsetel iseorganiseeruvatel võrkudel.
Selle võrgustruktuur on enamasti hajutatud. Eeliseks on see, et marsruutimise valiku lõpetab väike arv võrgusõlmi. See mitte ainult ei vähenda võrguteabevahetust sõlmede vahel, vaid ületab ka liiga tsentraliseeritud marsruutimise juhtimise puuduse.
UAV sülemi võrgustruktuurMESH võrgudvõib jagada tasapinnaliseks struktuuriks ja rühmitatud struktuuriks.
Tasapinnalises struktuuris on võrgul kõrge robustsus ja turvalisus, kuid nõrk skaleeritavus, mis sobib väikesemahuliste iseorganiseeruvate võrkude jaoks.
Kobaras struktuuris on võrk tugeva skaleeritavusega ja sobib paremini suuremahuliste droonide sülemite ad-hoc võrgustamiseks.
Tasapinnaline struktuur
Tasapinnalist struktuuri nimetatakse ka peer-to-peer struktuuriks. Selles struktuuris on iga sõlm energiajaotuse, võrgustruktuuri ja marsruutimise valiku osas sama.
Piiratud droonisõlmede arvu ja lihtsa jaotuse tõttu on võrgul tugev robustsus ja kõrge turvalisus ning kanalite vahelised häired on väikesed.
Kui aga sõlmede arv suureneb, suureneb igas sõlmes salvestatud marsruutimistabeli ja ülesandeteave, suureneb võrgu koormus ja süsteemi juhtimise üldkulud suurenevad järsult, muutes süsteemi raskesti juhitavaks ja kalduvaks kokku kukkuma.
Seetõttu ei saa tasapinnalisel struktuuril olla korraga palju sõlme, mille tulemuseks on halb skaleeritavus ja see sobib ainult väikesemahuliste MESH-võrkude jaoks.
Klastrite struktuur
Klastrite struktuur on droonisõlmede jagamine mitmeks erinevaks alamvõrguks vastavalt nende erinevatele funktsioonidele. Igas alamvõrgus valitakse võtmesõlm, mille ülesandeks on olla alamvõrgu käsujuhtimiskeskusena ja ühendada võrgus teisi sõlme.
Klasterdamisstruktuuri iga alamvõrgu võtmesõlmed on ühendatud ja üksteisega suhtlevad. Teabevahetust mittevõtmesõlmede vahel saab läbi viia võtmesõlmede kaudu või otse.
Kogu alamvõrgu võtmesõlmed ja mittevõtmesõlmed moodustavad koos klastrite võrgu. Vastavalt erinevatele sõlmede konfiguratsioonidele saab selle jagada veel ühe sagedusega klastriteks ja mitme sagedusega klastriteks.
(1)Ühe sagedusega klasterdamine
Ühe sagedusega klastristruktuuris on võrgus nelja tüüpi sõlme, nimelt klastri pea/mitteklastri peasõlmed, lüüsi/hajutatud lüüsi sõlmed. Põhilüli koosneb klastri pea- ja lüüsisõlmedest. Iga sõlm suhtleb sama sagedusega.
See struktuur on lihtne ja kiire võrgu moodustamiseks ning ka sagedusriba kasutusmäär on kõrgem. See võrgustruktuur on aga altid ressursipiirangutele, näiteks kanalitevahelisele läbirääkimisele, kui võrgu sõlmede arv suureneb.
Et vältida ühissageduslikest häiretest põhjustatud missiooni täitmise ebaõnnestumist, tuleks seda struktuuri vältida, kui iga klastri raadius on suuremahulises drooni iseorganiseeruvas võrgus sarnane.
(2) Mitme sagedusega rühmitamine
Erinevalt ühe sagedusega klastrist, mille kihi kohta on üks klaster, sisaldab mitme sagedusega klaster mitut kihti ja iga kiht sisaldab mitut klastrit. Klasterdatud võrgus saab võrgusõlmed jagada mitmeks klastriks. Klastris olevad erinevad sõlmed jaotatakse vastavalt nende tasemetele klastri peasõlmedeks ja klastri liikmesõlmedeks ning neile määratakse erinevad sidesagedused.
Klastris on klastri liikmete sõlmedel lihtsad ülesanded ja need ei suurenda märkimisväärselt võrgu marsruutimise üldkulusid, kuid klastri peasõlmed peavad klastrit haldama ja nende hooldamiseks on vaja keerukamat marsruutimisteavet, mis kulutab palju energiat.
Samamoodi varieeruvad side katvuse võimalused vastavalt erinevatele sõlmede tasemetele. Mida kõrgem on tase, seda suurem on levivõime. Teisest küljest, kui sõlm kuulub korraga kahele tasemele, tähendab see, et sõlm peab mitme ülesande täitmiseks kasutama erinevaid sagedusi, seega on sageduste arv sama, mis ülesannete arv.
Selles struktuuris suhtleb klastri pea teiste klastri liikmetega ja teistes klastrikihtides olevate sõlmedega ning iga kihi side ei sega üksteist. See struktuur sobib iseorganiseeruvate võrkude jaoks suuremahuliste droonide vahel. Võrreldes ühe klastri struktuuriga on sellel parem skaleeritavus, suurem koormus ja see suudab käsitleda keerukamaid andmeid.
Kuna aga klastri peasõlm peab töötlema suurt hulka andmeid, on energiatarve kiirem kui teistel klastri sõlmedel, seega on võrgu eluiga lühem kui ühesageduslikul klastristruktuuril. Lisaks ei ole klastripea sõlmede valik klastrivõrgu igas kihis fikseeritud ja iga sõlm võib töötada klastri peana. Teatud sõlme puhul sõltub see, kas sellest võib saada klastripea, võrgustruktuurist, et otsustada, kas käivitada klastri mehhanism. Seetõttu mängib võrgu rühmitamise algoritm klastrivõrgus olulist rolli.
Postitusaeg: 21. juuni 2024
