Roiuri de microdroneRețeaua MESH este o altă aplicație a rețelelor mobile ad-hoc în domeniul dronelor. Spre deosebire de rețeaua AD hoc mobilă comună, nodurile de rețea din rețelele de plasă de drone nu sunt afectate de teren în timpul mișcării, iar viteza lor este în general mult mai mare decât cea a rețelelor mobile tradiționale de auto-organizare.
Structura sa de rețea este în mare parte distribuită. Avantajul este că selecția de rutare este finalizată de un număr mic de noduri din rețea. Acest lucru nu numai că reduce schimbul de informații din rețea între noduri, dar depășește și dezavantajul controlului de rutare supracentralizat.
Structura de rețea a roiului UAVrețele MESHpoate fi împărțit în structură plană și structură grupată.
În structura plană, rețeaua are robustețe și securitate ridicate, dar scalabilitate slabă, care este potrivită pentru rețelele auto-organizate la scară mică.
În structura grupată, rețeaua are o scalabilitate puternică și este mai potrivită pentru rețelele ad-hoc cu roiuri de drone la scară largă.
Structură plană
Structura plană este numită și structură peer-to-peer. În această structură, fiecare nod este același în ceea ce privește distribuția energiei, structura rețelei și selecția rutei.
Datorită numărului limitat de noduri de drone și distribuției simple, rețeaua are robustețe puternică și securitate ridicată, iar interferența dintre canale este mică.
Cu toate acestea, pe măsură ce numărul de noduri crește, tabelul de rutare și informațiile despre sarcini stocate în fiecare nod cresc, sarcina rețelei crește, iar suprasarcina de control al sistemului crește brusc, făcând sistemul dificil de controlat și predispus la colaps.
Prin urmare, structura plană nu poate avea un număr mare de noduri în același timp, rezultând o scalabilitate slabă și este potrivită doar pentru rețele MESH la scară mică.
Structura de grupare
Structura de grupare este de a împărți nodurile dronei în mai multe subrețele diferite, în funcție de diferitele lor funcții. În fiecare subrețea, este selectat un nod cheie, a cărui funcție este de a servi drept centru de control al comenzii al subrețelei și de a conecta alte noduri din rețea.
Nodurile cheie ale fiecărei subrețele din structura de grupare sunt conectate și comunicate între ele. Schimbul de informații între nodurile non-cheie poate fi efectuat prin noduri cheie sau direct.
Nodurile cheie și nodurile non-cheie ale întregii subrețele constituie împreună o rețea de clustering. Conform diferitelor configurații de nod, acesta poate fi împărțit în continuare în clustering cu o singură frecvență și clustering cu mai multe frecvențe.
(1) Clustering cu o singură frecvență
În structura de grupare cu o singură frecvență, există patru tipuri de noduri în rețea, și anume noduri head cluster/non-cluster head, noduri gateway/distributed gateway. Legătura backbone este compusă din capul clusterului și nodurile gateway. Fiecare nod comunică cu aceeași frecvență.
Această structură este simplă și rapidă pentru a forma o rețea, iar rata de utilizare a benzii de frecvență este, de asemenea, mai mare. Cu toate acestea, această structură de rețea este predispusă la constrângeri de resurse, cum ar fi diafonia între canale atunci când numărul de noduri din rețea crește.
Pentru a evita eșecul execuției misiunii cauzat de interferența în co-frecvență, această structură ar trebui evitată atunci când raza fiecărui cluster este similară într-o rețea de auto-organizare de drone la scară largă.
(2) Clustering cu mai multe frecvențe
Diferit de gruparea cu o singură frecvență, care are câte un cluster pe strat, clusteringul cu mai multe frecvențe conține mai multe straturi și fiecare strat conține mai multe clustere. Într-o rețea în cluster, nodurile de rețea pot fi împărțite în mai multe clustere. Diferitele noduri dintr-un cluster sunt împărțite în noduri cap de cluster și noduri membre ale clusterului în funcție de nivelurile lor și sunt atribuite diferite frecvențe de comunicare.
Într-un cluster, nodurile membre ale clusterului au sarcini simple și nu vor crește semnificativ supraîncărcarea de rutare a rețelei, dar nodurile principale ale clusterului trebuie să gestioneze clusterul și să aibă informații de rutare mai complexe de menținut, ceea ce consumă multă energie.
În mod similar, capacitățile de acoperire a comunicațiilor variază, de asemenea, în funcție de diferitele niveluri de nod. Cu cât nivelul este mai mare, cu atât este mai mare capacitatea de acoperire. Pe de altă parte, atunci când un nod aparține la două niveluri în același timp, înseamnă că nodul trebuie să folosească frecvențe diferite pentru a efectua mai multe sarcini, astfel încât numărul de frecvențe este același cu numărul de sarcini.
În această structură, capul clusterului comunică cu alți membri din cluster și cu nodurile din alte straturi de clustere, iar comunicațiile fiecărui strat nu interferează unul cu celălalt. Această structură este potrivită pentru rețele de auto-organizare între dronele la scară largă. În comparație cu o singură structură de cluster, are o scalabilitate mai bună, o sarcină mai mare și poate gestiona date mai complexe.
Cu toate acestea, deoarece nodul principal de cluster trebuie să proceseze o cantitate mare de date, consumul de energie este mai rapid decât alte noduri de cluster, astfel încât durata de viață a rețelei este mai scurtă decât structura de clustering cu o singură frecvență. În plus, selecția nodurilor cap de cluster la fiecare strat din rețeaua de cluster nu este fixă și orice nod poate funcționa ca cap de cluster. Pentru un anumit nod, dacă poate deveni un cap de cluster depinde de structura rețelei pentru a decide dacă să pornească mecanismul de clustering. Prin urmare, algoritmul de clustering al rețelei joacă un rol important în rețeaua de clustering.
Ora postării: 21-jun-2024
