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माइक्रो-ड्रोन झुंड MESH रेडियो की 3 नेटवर्क संरचनाएँ

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सूक्ष्म ड्रोन झुंडMESH नेटवर्क ड्रोन के क्षेत्र में मोबाइल तदर्थ नेटवर्क का एक और अनुप्रयोग है। आम मोबाइल एडहॉक नेटवर्क से अलग, ड्रोन मेश नेटवर्क में नेटवर्क नोड्स आंदोलन के दौरान इलाके से प्रभावित नहीं होते हैं, और उनकी गति आम तौर पर पारंपरिक मोबाइल सेल्फ-ऑर्गनाइजिंग नेटवर्क की तुलना में बहुत तेज होती है।

 

इसकी नेटवर्क संरचना अधिकतर वितरित है। लाभ यह है कि रूटिंग चयन नेटवर्क में कम संख्या में नोड्स द्वारा पूरा किया जाता है। यह न केवल नोड्स के बीच नेटवर्क सूचना विनिमय को कम करता है बल्कि अति-केंद्रीकृत रूटिंग नियंत्रण के नुकसान को भी दूर करता है।

 

यूएवी झुंड की नेटवर्क संरचनामेष नेटवर्कसमतलीय संरचना और गुच्छेदार संरचना में विभाजित किया जा सकता है।

 

समतल संरचना में, नेटवर्क में उच्च मजबूती और सुरक्षा है, लेकिन कमजोर स्केलेबिलिटी है, जो छोटे पैमाने के स्व-संगठित नेटवर्क के लिए उपयुक्त है।

 

क्लस्टर संरचना में, नेटवर्क में मजबूत स्केलेबिलिटी होती है और यह बड़े पैमाने पर ड्रोन झुंड तदर्थ नेटवर्किंग के लिए अधिक उपयुक्त है।

सेना में झुंड-रोबोटिक्स-अनुप्रयोग
MESH-नेटवर्क की तलीय-संरचना

तलीय संरचना

समतलीय संरचना को पियर-टू-पियर संरचना भी कहा जाता है। इस संरचना में, प्रत्येक नोड ऊर्जा वितरण, नेटवर्क संरचना और रूटिंग चयन के मामले में समान है।

ड्रोन नोड्स की सीमित संख्या और सरल वितरण के कारण, नेटवर्क में मजबूत मजबूती और उच्च सुरक्षा है, और चैनलों के बीच हस्तक्षेप छोटा है।

हालाँकि, जैसे-जैसे नोड्स की संख्या बढ़ती है, प्रत्येक नोड में संग्रहीत रूटिंग टेबल और कार्य जानकारी बढ़ती है, नेटवर्क लोड बढ़ता है, और सिस्टम नियंत्रण ओवरहेड तेजी से बढ़ता है, जिससे सिस्टम को नियंत्रित करना मुश्किल हो जाता है और ढहने का खतरा होता है।

इसलिए, समतल संरचना में एक ही समय में बड़ी संख्या में नोड नहीं हो सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप स्केलेबिलिटी खराब होती है और यह केवल छोटे पैमाने के MESH नेटवर्क के लिए उपयुक्त है।

क्लस्टरिंग संरचना

क्लस्टरिंग संरचना ड्रोन नोड्स को उनके विभिन्न कार्यों के अनुसार कई अलग-अलग उप-नेटवर्कों में विभाजित करना है। प्रत्येक उप-नेटवर्क में, एक कुंजी नोड का चयन किया जाता है, जिसका कार्य उप-नेटवर्क के कमांड कंट्रोल सेंटर के रूप में कार्य करना और नेटवर्क में अन्य नोड्स को जोड़ना है।

क्लस्टरिंग संरचना में प्रत्येक उप-नेटवर्क के प्रमुख नोड एक दूसरे से जुड़े और संचारित होते हैं। गैर-कुंजी नोड्स के बीच सूचना का आदान-प्रदान कुंजी नोड्स के माध्यम से या सीधे किया जा सकता है।

संपूर्ण उप-नेटवर्क के कुंजी नोड्स और गैर-कुंजी नोड्स मिलकर एक क्लस्टरिंग नेटवर्क बनाते हैं। विभिन्न नोड कॉन्फ़िगरेशन के अनुसार, इसे एकल-आवृत्ति क्लस्टरिंग और बहु-आवृत्ति क्लस्टरिंग में विभाजित किया जा सकता है।

(1) एकल-आवृत्ति क्लस्टरिंग

 

एकल-आवृत्ति क्लस्टरिंग संरचना में, नेटवर्क में चार प्रकार के नोड होते हैं, अर्थात् क्लस्टर हेड/गैर-क्लस्टर हेड नोड्स, गेटवे/वितरित गेटवे नोड्स। बैकबोन लिंक क्लस्टर हेड और गेटवे नोड्स से बना है। प्रत्येक नोड समान आवृत्ति के साथ संचार करता है।

 

यह संरचना नेटवर्क बनाने के लिए सरल और तेज़ है, और आवृत्ति बैंड उपयोग दर भी अधिक है। हालाँकि, यह नेटवर्क संरचना संसाधन बाधाओं से ग्रस्त है, जैसे कि नेटवर्क में नोड्स की संख्या बढ़ने पर चैनलों के बीच क्रॉसस्टॉक।

 

सह-आवृत्ति हस्तक्षेप के कारण मिशन निष्पादन की विफलता से बचने के लिए, इस संरचना से बचा जाना चाहिए जब प्रत्येक क्लस्टर का त्रिज्या बड़े पैमाने पर ड्रोन स्व-संगठित नेटवर्क में समान हो।

MESH नेटवर्क की क्लस्टरिंग संरचना
मल्टी-फ़्रीक्वेंसी MESH नेटवर्क

(2)मल्टी-फ़्रीक्वेंसी क्लस्टरिंग

 

एकल-आवृत्ति क्लस्टरिंग से भिन्न, जिसमें प्रति परत एक क्लस्टर होता है, बहु-आवृत्ति क्लस्टरिंग में कई परतें होती हैं, और प्रत्येक परत में कई क्लस्टर होते हैं। क्लस्टर नेटवर्क में, नेटवर्क नोड्स को कई क्लस्टर में विभाजित किया जा सकता है। क्लस्टर में विभिन्न नोड्स को उनके स्तर के अनुसार क्लस्टर हेड नोड्स और क्लस्टर सदस्य नोड्स में विभाजित किया गया है, और विभिन्न संचार आवृत्तियों को सौंपा गया है।

 

क्लस्टर में, क्लस्टर सदस्य नोड्स के कार्य सरल होते हैं और इससे नेटवर्क रूटिंग ओवरहेड में उल्लेखनीय वृद्धि नहीं होगी, लेकिन क्लस्टर हेड नोड्स को क्लस्टर को प्रबंधित करने की आवश्यकता होती है, और बनाए रखने के लिए अधिक जटिल रूटिंग जानकारी होती है, जिसमें बहुत अधिक ऊर्जा की खपत होती है।

इसी प्रकार, संचार कवरेज क्षमताएं भी विभिन्न नोड स्तरों के अनुसार भिन्न-भिन्न होती हैं। स्तर जितना ऊँचा होगा, कवरेज क्षमता उतनी ही अधिक होगी। दूसरी ओर, जब एक नोड एक ही समय में दो स्तरों से संबंधित होता है, तो इसका मतलब है कि नोड को कई कार्य करने के लिए विभिन्न आवृत्तियों का उपयोग करने की आवश्यकता होती है, इसलिए आवृत्तियों की संख्या कार्यों की संख्या के समान होती है।

इस संरचना में, क्लस्टर हेड क्लस्टर में अन्य सदस्यों और क्लस्टर की अन्य परतों में नोड्स के साथ संचार करता है, और प्रत्येक परत का संचार एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप नहीं करता है। यह संरचना बड़े पैमाने के ड्रोनों के बीच स्व-संगठित नेटवर्क के लिए उपयुक्त है। एकल क्लस्टर संरचना की तुलना में, इसमें बेहतर स्केलेबिलिटी, उच्च भार है और यह अधिक जटिल डेटा को संभाल सकता है।

 

हालाँकि, क्योंकि क्लस्टर हेड नोड को बड़ी मात्रा में डेटा संसाधित करने की आवश्यकता होती है, ऊर्जा की खपत अन्य क्लस्टर नोड्स की तुलना में तेज़ होती है, इसलिए नेटवर्क जीवन एकल-आवृत्ति क्लस्टरिंग संरचना से कम होता है। इसके अलावा, क्लस्टरिंग नेटवर्क में प्रत्येक परत पर क्लस्टर हेड नोड्स का चयन निश्चित नहीं है, और कोई भी नोड क्लस्टर हेड के रूप में काम कर सकता है। एक निश्चित नोड के लिए, यह क्लस्टर हेड बन सकता है या नहीं, यह नेटवर्क संरचना पर निर्भर करता है कि क्लस्टरिंग तंत्र शुरू करना है या नहीं। इसलिए, नेटवर्क क्लस्टरिंग एल्गोरिदम क्लस्टरिंग नेटवर्क में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।


पोस्ट समय: जून-21-2024